James Wimshurst’ün Elektrostatik Ölümsüzlüğü – IEEE Spektrumu

İngiliz mühendis James Wimshurst kendi adını taşıyan makineyi icat etmedi. Ancak, kendine özgü bir elektrostatik jeneratör tipinde yaptığı birçok iyileştirme sayesinde, artık Wimshurst etki makinesine sahibiz.

Wimshurst makinesi ne yapar?

Etki makineleri 18. yüzyıla kadar uzanıyor. Mekanik işi endüksiyon yoluyla elektrostatik enerjiye dönüştüren bir jeneratör sınıfıdır. 19. yüzyılın ortalarında, Alman fizikçiler Wilhelm Holtz ve August Toepler, dönen dikey cam disklere sahip birer model geliştirdiler. Wimshurst’ün 1880’lerin başlarında ev atölyesinde kurcalamaya başladığı bu tarz bir jeneratördü. 1883’te tasarımını sağlamlaştırmıştı.

Bugün var olan Wimshurst makinesi, genellikle plastikten yapılmış ancak bazen hala camdan yapılmış ve jantların etrafına metal iletken plakalar yerleştirilmiş iki yalıtımlı diske sahiptir. Diskler tek bir aks üzerine monte edilmiştir ve bir el krankı ile tahrik edildiğinde zıt yönlerde dönmektedir.

Diskler dönerken, bir metal plaka üzerindeki pozitif veya negatif küçük bir başlangıç ​​yükü, ikinci disk üzerindeki çift uçlu bir fırçaya doğru hareket edecektir. Plaka fırçayla hizalandığında, diğer diskte tam karşısında bulunan plakada eşit ve zıt bir yük oluşturacaktır. Ortaya çıkan yük, birinci disk üzerindeki bir plaka üzerinde zıt bir yüke neden olur. Bu arada, ikinci diskteki plakalar, birinci diskteki yükleri indükler. Metal toplayıcı taraklar, yükleri pozitif ve negatif olarak ayırır ve bunları iki Leyden kavanoz kondansatörüne iletir. Birikme sonunda iki terminal arasındaki boşluğu atlayan bir kıvılcımla boşalır ve süreç yeniden başlar. Bir masa üstü Wimshurst makinesi, bu videonun gösterdiği gibi, 50.000 veya 60.000 volta kadar üretebilir:

Canlandırın – Wimshurst Makinesiwww.youtube.com

Basit tasarımın yeniden üretilmesi ve çalıştırılması kolaydı ve bu nedenle Wimshurst makineleri laboratuvarlara, okullara ve hatta hali vakti yerinde Victorialıların evlerine girdi. Üretebildikleri yüksek voltaj nedeniyle, makineler heyecanlandırmak için kullanıldı. Crookes tüpleri ve 20. yüzyılın başlarında tıbbi görüntüleme için X-ışınları üretin.

Wimshurst, 3 Ocak 1903’te 71 yaşında evinde aniden öldüğünde, editörler Doğa onu layık buldu bir ölüm ilanı. Yirmi dokuz yıl sonra, doğumunun yüzüncü yılı, Doğa yine onu “on dokuzuncu yüzyılın son yarısında elektrikli makinelerin en tanınmış mucitlerinden biri” olarak tanımlayan bir not yayınladı. Ve yine de, bildiğim kadarıyla, adamın özel, tam uzunlukta bir biyografisi yok. Aslında, çoğu çevrimiçi arama, aşağıdaki bölümde belirtilen aynı ayrıntı kümesini ortaya çıkarır: Doğanın orijinal raporlar: O, gemi yapımcısı Henry Wimshurst’ün (vidalı geminin öncü kurucusu) oğluydu. Arşimet); Thames Iron Works’te çırak; Lloyd’s Register’a gemi sörveyörü; 1865’ten 1874’e kadar, Liverpool Sigortacılar Sicili’nin başkanı; ve son olarak, çalışma hayatının son 25 yılında, zorunlu emeklilik yaşı olan 67’ye ulaşana kadar, Ticaret Kurulu’nun baş gemi ustası sörveyörü.

James Wimshurst, kendi adını taşıyan makinelerini boş zamanlarında geliştirdi. Gündüzleri, British Board of Trade için bir gemi yapımcısı sörveyörüydü.Antonio Carlos M. de Queiroz/Vikipedi

Wimshurst’ün elektrik uğraşları tamamen bir hobiydi, Londra’nın güneybatısındaki Clapham’daki evinde boş zamanlarında yaptığı bir şeydi. İki oğlunun yardımıyla, tasarımını mükemmelleştirene kadar etki makinelerini kurcaladığı bir laboratuvar ve atölye kurdu. Wimshurst, kendi adını taşıyan makinelerinden 90’dan fazlasını yaptı. Çoğu masa üstüne kolayca sığar, örneğin Bu 56’ya 67’ye 30,5 santimetre boyutlarında Londra Bilim Müzesi’nde korunmaktadır. Ama aynı zamanda 2,1 metre boyunda ve Chicago’daki Bilim ve Endüstri Müzesi’nde sergilenmekte olan son derece büyük bir makine yarattı. (En üstte gösterilen makine, New Haven, Conn’daki Yale Peabody Doğa Tarihi Müzesi’ndedir. Almanya’da üretilmiş ve James W. Queen & Co. tarafından Amerika Birleşik Devletleri’nde satılmıştır.)

Wimshurst, makineye yaptığı iyileştirmelerin hiçbirinin patentini almadı, ancak icatları hakkında bilgi vermeye hevesliydi. 1886’da bir kitap yayınladı, Statik elektrik. “Etki Makinesi”: Nasıl Yapılır ve Nasıl Kullanılır?. Ve 27 Nisan 1888’de Kraliyet Enstitüsü’nde makineler üzerine bir konferans verdi. Bilimsel başarılarıyla tanınan, 1898’de Royal Society üyeliğine seçildi. Aynı zamanda Elektrik Mühendisleri Kurumu ve Rӧntgen Topluluğu üyesi ve Kraliyet Enstitüsü yönetim kurulu üyesiydi.

Ama Wimshurst’ün tarihinin en ilginç bulduğum kısmı, kitabın son paragrafında. Doğanın ölüm ilanı: “Bay Wimshurst’ün tüm bilimsel araştırmaları, işe olan saf sevgisi için yapıldı ve ısrarla bundan herhangi bir maddi çıkar sağlamayı reddetti.” Belki de bu yüzden tarihçiler onun biyografisini henüz yazmadılar: Gerçekten özgecil bir mucide nasıl davranılacağını bilmiyorlar.

Bunu evde deneyin: elektrikli bir öpücük

Wimshurst makineleri bugün kolayca satın alınabilir. Hala okullarda ve bilim müzelerinde elektriğin temellerini göstermek için kullanılıyorlar. Ayrıca bir hırdavatçıdan aldığınız öğelerle kendi cihazınızı da oluşturabilirsiniz.

İçinde cilt 17 Yapmak dergi (2009), Jake von Slatt olarak bilinen steampunk meraklısı, bir Wimshurst makinesinin nasıl yapıldığını anlattı. (Von Slatt ayrıca IEEE SpektrumuEkim 2008 tarihli makalesi “Steampunk Düzenleyicileri.”) Onun güncellenmiş talimatlar beş bölümlük bir dizi halinde çevrimiçi olarak mevcuttur.

Kendi Wimshurst makinenizi yapmak için her şeyi yapmaya karar verirseniz, Victorian salon hileleri etrafında bir akşam yemeği partisi planlamanın mantıklı bir sonraki adımına geçmenizi öneririm. Monopoly, Trivial Pursuit veya Parcheesi’yi bir kez daha kırmak yerine, neden elektrik konusunda çıldırmış gibi görünen Victorialılar gibi parti yapmıyorsunuz?

Açık olmak gerekirse, Victorialılar bir asırdan daha eskiye dayanan bir akımı sürdürüyorlardı; Ben Franklin de beğendi misafirlerini ağırlamak elektrik tabanlı oyunlar ile. Wimshurst makinesinin basitliği sayesinde, 1890’larda partiye gidenler, kolayca üretilen güvenilir bir elektrik kaynağına sahipti.

Popüler bir oyuna elektrik öpücüğü adı verildi: Wimshurst makinenizi çalıştırın, kondansatörlerden birini tutmaları için kur yapan bir çift bulun ve bir sürpriz için eğilmelerini sağlayın. Şişeyi döndürmekten biraz daha şok edici. İncelediğim literatürün hiçbiri öpüşen çiftin kazara elektrik çarpmasıyla ilgili bir endişe göstermemesine rağmen, Indiana Üniversitesi fizik bölümünün web sitesinde şu bilgiler yer alıyor: bir uyarı Wimshurst makinesini tanıtma hakkında: “Çok fazla Leyden kavanozuna bağlandığında ölümcül şoklar üretebilir.”

bir parçası devam eden seriteknolojinin sınırsız potansiyelini kucaklayan tarihi eserlere bakmak.

Bu makalenin kısaltılmış bir versiyonu, Haziran 2023 tarihli basılı sayısında “Wimshurst’ün Elektrostatik Ölümsüzlüğü” olarak görünür.