Wimshurst-Maschine – Wie funktioniert sie?

Was ist die Wimshurst-Maschine?

Die Wimshurst-Influenzmaschine ist ein elektrostatischer Generator, eine Maschine zur Erzeugung hoher Spannungen, die zwischen 1880 und 1883 vom britischen Erfinder James Wimshurst (1832–1903) entwickelt wurde. Eine solche Maschine konnte problemlos eine Potentialdifferenz von bis zu 50.000 oder 60.000 Volt erzeugen.

Die Wimshurst-Maschine besteht aus mehreren Hauptteilen, die in den folgenden Abbildungen zu sehen sind:

Wie funktioniert die Wimshurst-Maschine?

Die Wimshurst-Maschine beginnt mit einer geringen Ladung auf einer der leitenden Platten. Diese Ladung stammt im Allgemeinen aus der Umgebung, daher sind die Platten nicht vollkommen neutral. Wäre von Anfang an keine Ladung vorhanden, würde diese Maschine nichts tun, da sie eine Ladung benötigt, um eine Ladung zu induzieren. Diese Ladung kann positiv oder negativ sein. Zur Verdeutlichung gehen wir davon aus, dass die Ladung auf der Platte positiv ist.

Während sich das Rad dreht, bewegt sich die positive Ladung in Richtung der doppelseitigen Bürste auf der anderen Scheibe. Richtet sie sich auf diese Bürste aus, induziert sie eine negative Ladung in der direkt gegenüberliegenden leitenden Platte auf der anderen Scheibe. Diese negative Ladung führt wiederum zu einer positiven Ladung auf der Platte am anderen Ende der Bürste.

Während sich die Scheiben weiterdrehen, erreicht die ursprüngliche positive Ladung die Sammelkämme auf der einen Seite und wird dann im Kondensator der Leidener Flasche gespeichert. Währenddessen rotieren die positiven und negativen Ladungen auf der anderen Scheibe in die entgegengesetzte Richtung. Richten sie sich auf die doppelseitige Bürste der gegenüberliegenden Scheibe aus, induzieren sie eine positive und negative Ladung auf den gegenüberliegenden leitenden Platten.

Diese neuen Ladungen rotieren, bis sie sich mit der anderen doppelseitigen Bürste ausrichten und so weitere Ladungen induzieren, während die anderen die Sammelkämme erreichen und gespeichert werden. Dieser Zyklus setzt sich fort, wobei immer mehr Ladungen induziert und gespeichert werden, bis sie sich in Form eines Funkens entladen! Dann wiederholt sich der gesamte Zyklus.

Solche „Influenz-“ oder Induktionsmaschinen, wie sie manchmal genannt wurden, waren weitaus zuverlässiger als frühere elektrische Maschinen, und so erfreute sich die Wimshurst-Maschine in Laboren des späten 19. und frühen 20. Jahrhunderts großer Beliebtheit bei elektrischen Experimenten. Aufgrund der hohen Spannungen, die sie erzeugen konnte, wurde sie auch bei frühen Röntgenexperimenten eingesetzt.

Operationsablauf:
1. Drehen Sie den Griff der Wimshurst-Maschine.
2. Stellen Sie sicher, dass die Elektroden einige Zentimeter voneinander entfernt sind.
3. Achten Sie auf die Funken!

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