Меню

Машина хоксби своими руками

Physicinweb

Как накопить электроны

Знаменитый физик и политический деятель США Бенджамин Франклин считал, что при электризации некая жидкость – «флюид» перетекает из одного тела в другое. Потом уже, в конце XIX в., ученые, главным образом английский физик Дж. Дж. Томсон (1856—1940), обнаружили, что никакой жидкости тут нет, а есть частички, заряженные электрическим зарядом, и мельчайшая из них была названа в честь янтаря электроном. Заряда меньше, чем у электрона, оказывается, быть не может, а почему – этого пока точно никто не знает; может быть, это установит и подарит свое открытие человечеству один из читателей этой книги.

Считается, что электрон – носитель отрицательного заряда электричества. Если у атома вещества отнять электроны, то атом этот зарядится положительно; если передать лишние – то отрицательно. При трении янтаря о шерсть, например, электроны переходят от шерсти на янтарь, он заряжается отрицательно, а шерсть – положительно; при натирании шелком стекла происходит обратное: стекло заряжается положительно, а шелк – отрицательно. Мало-помалу процесс натирания механизировался, и ученые создали электрические машины. Сейчас почти в каждой школе есть такая электрическая, или, правильнее, электрофорная, машина со стеклянным диском (рис. 308, а), а раньше предпочитали натирать диски из более экзотических материалов. Английский физик Ф. Хоксби (1666—1713) построил электрофорную машину в виде стеклянного вакуумированного шара, который начинал светиться, если его натирать (рис. 308, б).

Рис. 308. Электрофорная машина (а) и «светящийся шар» Ф. Хоксби (б)

Известный своими опытами с магдебургскими полушариями бургомистр немецкого города Магдебурга Отто фон Герике строил электрические машины из больших вращающихся серных шаров, придерживаемых для натирания руками или специальными подушечками, шелковыми или кожаными. Между наэлектризованными шарами удавалось получить достаточно крупные, но пока еще безобидные искры.

Но когда в лаборатории голландского города Лейдена попробовали электризовать воду в стеклянной колбе, получив таким образом первый в истории конденсатор, то искра оказалась такой мощной, что экспериментатор – студент по имени Канеус – чуть не был убит ею. Впоследствии ученые фон Клейст и Мушенбрук придали современный вид конденсатору, выполнив колбу с обкладками из фольги изнутри и снаружи. Так была открыта знаменитая лейденская банка (рис. 309), таинственные опыты с которой быстро завоевали популярность в научных и даже аристократических кругах.

Рис. 309. Лейденская банка

Француз Жан Нолле в присутствии короля Людовика XV продемонстрировал забавный эксперимент. Двести придворных короля согласились пропустить через себя заряд лейденской банки. И длинная цепь из взявшися за руки блестящих кавалеров и дам с визгом подскочила вверх. Когда же смех и восторги по поводу опыта затихли, Нолле продемонстрировал и убийственную силу электричества. Тот же электрический заряд был пущен через тело воробья, а затем мыши – они были мгновенно убиты искрой!

Опыты эти по праву считались опасными для жизни (рис. 310). «Это страшные опыты, и я никому не рекомендую их повторять», – писал один из первых экспериментаторов с лейденской банкой. Заметим, что эти слова не мешало бы помнить и нам, людям XXI в., часто пренебрегающим опасностью электрического тока, ставшего таким привычным.

Источник

Первые электрические машины

Следует отметить работу немецкого ученого Отто Герике (1602—1686) опубликованную в 1672 году.

Герике построил первую «электрическую машину», которая представляла собой большой шар, изготовленный из серы с железной осью. Герике, вращая шар вокруг оси, наэлектризовывал его ладонью руки.

Затем этот прибор был усовершенствован — ось шара помещена в деревянный штатив. Несмотря на примитивность прибора, Герике с его помощью открыл новое явление: обнаружил, что легкие тела не только притягиваются наэлектризованным телом, но и отталкиваются.

Вращающийся шар Хоксби вскоре был усовершенствован Иоганном Винклером (1703-1770), профессором латинской литературы Лейпцигского университета. Винклер заменил шар стеклянной трубкой, вращавшейся с помощью педального механизма и натиравшейся уже не руками, а кожаными подушечками, отделанными конским волосом. Подушечки были соединены с землей с помощью проводящих столбиков. Эта машина давала столь сильные искры, что они были способны воспламенять эфир.

Уже значительно позже, между 1755 и 1766 гг., цилиндр был заменен более удобным стеклянным диском. Приоритет этого изобретения оспаривали Мартин Планта (1727-1802), Джон Ингенгоуз (1730-1799) и Джессе Рамсден (1735-1800). Сейчас эта машина известна как машина Рамсдена, который построил ее и распространил

Стивен Грей

В первой половине XVIII в. были сделаны новые шаги в изучении электрических явлений. Во-первых, англичанин Стивен Грей (1670—1736) в 1729 году открыл явление электропроводности.

Читайте также:  Метеорологическая станция своими руками

Он обнаружил, что электричество способно передаваться некоторыми телами, и все тела были разделены им на проводники и непроводники. Грей открыл также явление электростатической индукции и подтвердил его многочисленными опытами, из которых наибольшее восхищение вызвал опыт с ребенком, которого усаживали на веревочные качели и наэлектризовывали приближением заряженной стеклянной палочки к его рукам или ногам.

Лейденская банка

Следующим важным шагом в изучении электрических явлений было изобретение лейденской банки, которое было сделано почти одновременно немецкими учеными Клейстом и Мушенбруком. Название связано с городом Лейденом, где Мушенбрук проделал первые опыты. Важность этого изобретения заключалась в том, что теперь физики могли получать значительные электрические заряды и экспериментировать с ними.

Весть об этом опыте быстро распространилась. Его стали повторять во многих местах. Уже в следующем году бутылка с водой была заменена банкой с обкладками из металлической фольги с обеих сторон — внутри и снаружи. Был создан плоский конденсатор, а для увеличения эффекта Винклер в Германии, а Франклин в Америке соединили банки в параллель, получив мощные «батареи», как их назвал Франклин.

Бенджамин Франклин

Практическое значение исследования электрических явлений приобрели также в связи с открытием электрической природы молнии. Мысль об электрической природе молнии высказывалась и до изобретения лейденской банки. Однако только после того, как стало возможным искусственно получать большие заряды, она получила достаточное основание. Известный американский ученый и общественный деятель Бенджамин Франклин (1706—1790) предложил экспериментальный метод проверки этой гипотезы.

Бенджамин Франклин занялся исследованиями электрических явлений почти случайно. Когда он приступил к первым опытам по электричеству, ему было 40 лет, и менее чем в три года он достиг изумительных успехов. Качественное сходство между электрической искрой и молнией было-замечено сразу уже при первых экспериментах. Но применение лейденских банок позволило установить дополнительные сходные стороны: искра убивает животных, плавит металлы, вызывает запах фосфора. Франклин отмечает это сходство, но замечает также, что есть по крайней мере один факт, не позволяющий пока утверждать, что искра и молния — это одно и то же.

«Надо бы поставить опыт», записывает Франклин в своей записной книжке. 29 июля 1750 году в письме к своему другу Питеру Коллинсону (1694—1768) — письма были одной из форм распространения научных трудов в то время — Франклин сообщает об опыте, который он намерен поставить: установить на высокой башне или на колокольне в Филадельфии длинный железный шест с острием и наблюдать, не удастся ли из него извлечь искры при прохождении над острием грозовых облаков. Коллинсон был членом Королевского общества и пытался опубликовать работы Франклина в «Philosophical transactions» («Философских трудах»), но эти работы были отвергнуты как недостойные публикации, а проект извлечения искр из облаков был признан фантастическим.

Получив отказ от Королевского общества, Коллинсон опубликовал письма Франклина за свой счет. Их успех был огромен, они почти сразу же были переведены на французский язык и вызвали во Франции восхищение ученого мира и одобрение двора. Поощряемые королем, Бюффон, Далибар и Делор поставили опыт, предложенный Франклином. В одном из садов в Марли, в шести лье от Парижа, 10 мая 1752 году из шеста, воздвигнутого вертикально, приставленный к его охране солдат извлек искру во время прохождения грозовых облаков.

Весть об опыте в Марли быстро распространилась по Европе и сделала знаменитым имя Франклина, который до того не был известен по эту сторону океана. Опыт почти сразу же и с тем же результатом повторили Джузеппе Вератти и Томмазо Марино в Болонье. Обрадованный полученными из Европы известиями, Франклин повторил опыт, запустив змей с железным острием, связанный с землей бечевкой. Позже он повторил эти опыты в более удобной форме, установив над своим домом высокий шест.

В результате многочисленных наблюдений Франклин пришел к выводу, что грозовые облака заряжены большей частью отрицательно, хотя несколько раз они оказывались и положительно заряженными.

Во Франции Луи Гийом Лемонье в том же 1752 году открыл новое явление — наэлектризованность атмосферы даже при ясной погоде. А в Петербурге Георг Вильгельм Рихман произвел ценные калориметрические измерения, экспериментируя с молнией. В Италии эти исследования послужили причиной нового подъема в науке.

Читайте также:  Лодка песочница своими руками

Экспериментальное подтверждение наличия атмосферного электричества способствовало франклиновскому проекту громоотвода. Несмотря на возражения ряда физиков и некоторых местных властей, уже в 1753 году громоотвод был сооружен Винклером. В 1769 году великий герцог Тосканский приказал оборудовать громоотводами все склады пороха в герцогстве. В 1770 году Джироламо Мариа Фонда предложил конструкцию громоотвода со щеточкой, справедливо полагая, что предохраняющее действие острия будет сильнее при большом числе острий.

Источник

Как это было

Взгляд в прошлое

История возникновения электричества в деталях

На заре 19 века, в подвале, самый известный ученый того времени Гемфри Дэви создал уникальный образец электрического оборудования. Четыре метра в ширину, вдвое больше в длину состоящих из дурно пахнущих столбов металла и кислоты, он был построен чтобы выдавать больше электричества чем когда либо было возможно. Это была самая большая батарея в мире. Так Дэви открыл новую эру.

Это случилось на лекции в королевской ассоциации, где собрался весь свет лондонского общества. Исполненные ожидания, они рассаживались чтобы своими глазами увидеть новое электрическое чудо, то что они увидели на самом деле было уникально, они запомнили это на всю жизнь. При помощи двух простых графитовых прутков Гемфри Дэви собирался показать на что способно электричество. Электричество — одна из самых таинственных загадок природы, наиболее сильным его проявлением является молния. А началось все лишь с одной искры.

Представьте себе мир без света. Темно, холодно и безумно тихо. История возникновения электричества уходит глубоко в глубь. А началась она в «Лондонском Королевском Обществе по Развитию Знаний о Природе», в Великобритании.

Чуть более 300 лет тому назад, Фрэнсис Хоксби собрал на лекции в «Лондонском Королевском Обществе по Развитию Знаний о Природе» ученых, репортеров чтобы показать нечто такое, что увидевшие это в тот день запомнили его на всегда. Фрэнсис Хоксби откачал из стеклянного сосуда в виде сферы воздух, с помощью деревянной ручки начал крутить сферу, в зале погасили свечи публика приготовилась увидеть чудо, Хоксби стал прикладывать руки к поверхности сферы в результате зрители увидели пляшущее голубое сияние внутри сферы. Так была создана машина Хоксби. Сам автор данного эксперимента не стал развивать свой опыт, он так и не понял что невольно дал начало электрической эволюции. Тем не менее этому чуду стали больше уделять внимания обычные фокусники и уличные артисты, те кто увлекался электричеством стали называть себя электриками. Зрелищность к таким представлениям росла, а вместе с ней у электриков стало появляться больше вопросов.

Следующий прорыв произошел в результате несчастного случая. В то время жил некий Стивен Грей. Он был красильщиком шелка, в результате несчастного случая лишился своей работы и стал жить в приюте. Так появилось много свободного времени, которое он стал тратить проводя опыты над электричеством. В своё время его сильно привлекали искры вылетающие из под щелка.

В комнате Стивен Грей построил деревянную рамку, к верхним балкам которой на шелковых шнурах были подвешены две качели. У него была машина Хоксби для создания статического электричества. Собрав большую аудиторию, он велел одному из приютских мальчиков лечь на качели. Под качели Грей положил кусочки золотой фольги. Затем при помощи машины Хоксби он наэлектризовал мальчика. Золотая фольга подобно перьям притягивалась к пальцам мальчика. Проницательный ум Грея понимал, что это не просто шоу, а нечто большее. Он заметил, что ток не может протекать через все подряд вещи. Это заставило Грея разделить мир на два вида веществ, которые он назвал проводники и изоляторы. Но у его опыта был один недостаток, в течении долгого времени Грей не мог понять как удержать и сохранить электричество. Лишь через несколько лет человечество смогло сохранить электричество, но случилось это уже не в Британии.

Через некоторое время, люди приблизились ещё ближе разгадке вопроса, что такое электричество. Генри Кавендиш не понимал почему у электрического ската не появляются искры. После, весной его осенило – количество электричества и его интенсивность разные вещи. Настоящий скат создавал тоже самое электричество что и Лейденская банка, только меньшей интенсивности. Так появился новый момент в развитии двух научных теорий. То что Генри Кавендиш называл количеством электричества, мы теперь называем электрическим зарядом, а интенсивность называется теперь разностью потенциалов или напряжением.

Читайте также:  Ламповый преамп своими руками схемы

Очередной шаг в познании сущности электричества был удачно предпринят Алессандром Вольтом, в честь него в результате была названа единица измерения. Его любопытство подстегнуло странное вкусовое ощущение от соприкосновения металлов разных сплавов к языку. Он прикладывал две монетки и серебряную ложку к языку и чувствовал, как он говорил «вкус электричества». Но заряд был маленьким, а чтобы создать нечто большее нужно было что-то придумать. Перечитывая проводимые ранее опыты со скатами, его внимание привлекли пластины на спине ската. Он подумал, что может быть весь секрет заключается в этом. Вольта построил стол из металла состоящий из медных пластин и намоченных в кислоте картонных листков, он накладывал эти детали сверху друг друга. Подсоединив провода и прикоснувшись языком к двум другим кончикам проводов, он почувствовал более сильное электричество. Так была создана первая батарея. Электричество текущее из «Вольтова столба» назвали электрическим током.

Немногим более 200 лет тому назад, люди поняли, что электричество не просто статический заряд, а оно может протекать по проводам постоянно. Но людям той эпохи предстояло узнать нечто ещё более загадочное и удивительное. О том, что электричество взаимосвязано с магнетизмом первым обнаружил Майкл Фарадей. В 1821 году Фарадей продемонстрировал на опыте силы электромагнитного поля, заставив проволочку постоянно крутиться вокруг магнита. Для того чтобы доказать, ему понадобились знания и приборы других ученых. Он использовал все ранее достижения, в опыте участвовала ртутная ванночка, магнит установленный в неё, проводок подвешенный над магнитом и батарея. Этот опыт впервые смог привести ток в непрерывное движение, Фарадей открыл закон об электромагнитной индукции. По сути это первый электродвигатель.

История помнит ещё много более поздних великолепных открытий в области электричества. Среди известных фамилий, стоит выделить Томаса Алву Эдисона — создавшего большое количество электротехнических изобретений (лампа накаливания, розетки и т.д), которые в последствии были запатентованы и принесли Эдисону огромное состояние. Никола Тесла – молодой ученый мигрировавший в Америку и разработавший двигатель работающий без человеческого труда. Двигатель был основан на открытии переменного тока. Благодаря Тесла мы видим электрифицированный мир таким, какой он есть сегодня.

Источник

Машинка с бензиновым мотором на пульте управления



Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— профильные трубы;
— листовое железо;
— двигатель от скутера на 49 кубов или подобный;
— электроника для радиоуправления ;
— три серводвигателя ;
— 4 колеса для садовых тележек;
— цепная передача;
— бензобак;
— глушитель;
— швеллер;
— болты, гайки, шайбы и другое.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Передние и задняя ось
Первым делом сделаем оси для колес, задняя ось у нас сплошная, для нее можно использовать резьбовой стержень, длинный болт и так далее.
Передние колеса должны крепиться на поворотных кулаках, первым делом нужно сделать именно эти кулаки. Тут все просто, нам понадобится швеллер, слишком толстый металл выбирать не нужно. Нарезаем заготовки и скручиваем их винтами с гайками. Готовые детали привариваем к куску профильной трубы, которая будет служить балкой.
























После этого можно становить и двигатель, делаем для него станину из листа железа. Обрезаем лист и привариваем к раме, двигатель прикручиваем к станине при помощи болтов. Вот и все, осталось укоротить и установить цепь. Ведущая звездочка используется маленьких размеров для получения большого крутящего момента и снижения оборотов.

Шаг четвертый. Выхлоп
Подбираем под двигатель глушитель, а если вам не жалко соседей, можно поставить и прямоток. Вполне возможно, что выхлопную трубу нужно будет переварить, также надежно крепим глушитель к раме, чтобы не оборвало. После установки бензобака можно сделать и первый запуск мотора, он заводится стартером. Бензобак должен быть немного выше уровня карбюратора, чтобы мог поступать бензин.






















Шаг седьмой. Управление двигателем
За управление двигателем отвечает два серводвигателя. Сначала ставим первый серводвигатель и подключаем к нему тросик дроссельной заслонки. Помимо этого, сюда же автор устанавливает контакт зажигания. Когда мы давим на газ, контакт размыкается и зажигание включается.

Второй серводвигатель работает уже в качестве реле, он включает стартер. Сюда автор также приспособил контакт, который при срабатывании сервопривода замыкается на массу. Само собой, всю проводку надежно крепим к раме, чтобы ничего не болталось.

Источник