Новости

Jun 22, 2023

Электростатическое бессмертие Джеймса Уимшерста

Британский инженер Джеймс Уимшерст не изобретал машину, носящую его имя.

Британский инженер Джеймс Вимшерст не изобретал машину, носящую его имя. Но благодаря многочисленным усовершенствованиям электростатического генератора особого типа, у нас теперь есть машина влияния Уимшерста.

Машины влияния появились в XVIII веке. Они представляют собой класс генераторов, которые преобразуют механическую работу в электростатическую энергию посредством индукции. К середине XIX века немецкие физики Вильгельм Хольц и Август Теплер разработали модели, в которых использовались вращающиеся вертикальные стеклянные диски. Именно с генератором такого типа Уимшерст начал работать в своей домашней мастерской в ​​начале 1880-х годов. К 1883 году он утвердил свой замысел.

Машина Уимшерста в том виде, в котором она существует сегодня, имеет два изолированных диска, часто сделанных из пластика, но иногда все же из стекла, с металлическими проводящими пластинами, расположенными по краям. Диски установлены на одной оси и вращаются в противоположных направлениях под действием рукоятки.

По мере вращения дисков небольшой стартовый заряд, положительный или отрицательный, на одной металлической пластине будет перемещаться к двусторонней щетке на втором диске. Когда пластина выравнивается с щеткой, она индуцирует равный и противоположный заряд на пластине, которая находится прямо напротив нее на другом диске. Возникающий заряд, в свою очередь, вызывает противоположный заряд на пластине первого диска. Тем временем пластины второго диска индуцируют заряды на первом диске. Металлические гребешки коллектора разделяют заряды на положительные и отрицательные и проводят их к двум конденсаторам лейденской банки. В конечном итоге накопление разряжается с образованием искры, которая проходит через зазор между двумя клеммами, и процесс начинается снова. Настольная машина Вимшерста может производить напряжение до 50 000 или 60 000 вольт, как показано в этом видео:

Анимация - Машина Уимшерстаwww.youtube.com

Простую конструкцию было легко воспроизвести и эксплуатировать, поэтому машины Уимшерста нашли свое применение в лабораториях, школах и даже домах зажиточных викторианцев. Из-за высокого напряжения, которое они могли производить, в начале 20 века эти машины использовались для возбуждения трубок Крукса и генерации рентгеновских лучей для медицинской визуализации.

Когда Уимшерст внезапно скончался в своем доме 3 января 1903 года в возрасте 71 года, редакторы журнала Nature сочли его достойным некролога. Двадцать девять лет спустя, к столетнему юбилею со дня его рождения, журнал Nature снова опубликовал заметку, назвав его «одним из самых известных изобретателей электрических машин последней половины девятнадцатого века». И все же, насколько мне известно, не существует отдельной, полной биографии этого человека. Фактически, большинство поисковых запросов в Интернете выдают тот же набор деталей, что и в первоначальных отчетах журнала Nature: он был сыном кораблестроителя Генри Вимшерста (новатора-конструктора винтового корабля «Архимед»); ученик на металлургическом заводе в Темзе; судовой сюрвейер Регистра Ллойда; с 1865 по 1874 год — руководитель Реестра страховщиков Ливерпуля; и, наконец, в течение последних 25 лет своей трудовой жизни, до достижения обязательного пенсионного возраста в 67 лет, был главным судостроительным инспектором Министерства торговли.

Джеймс Вимшерст в свободное время разрабатывал свои одноименные машины. Днем он работал судостроителем-геодезистом Британского совета по торговле. Антониу Карлос М. де Кейрос/Википедия.

Занятия Уимшерста электричеством были исключительно его хобби, которым он занимался в свободное время в своем доме в Клэпхэме на юго-западе Лондона. С помощью двух своих сыновей он создал лабораторию и мастерскую, где возился с машинами влияния, пока не усовершенствовал свою конструкцию. Уимшерст изготовил более 90 своих одноименных машин. Большинство из них легко помещаются на столе, например, этот, хранящийся в Музее науки в Лондоне, размеры которого составляют 56 на 67 на 30,5 сантиметра. Но он также создал одну исключительно большую машину высотой 2,1 метра, которая выставлена ​​в Музее науки и промышленности в Чикаго. (Машина, изображенная вверху, находится в Йельском музее естественной истории Пибоди в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. Она была произведена в Германии и продана в США компанией James W. Queen & Co.)