Machine de Wimshurst - Comment ça marche ?

Qu'est-ce que la machine de Wimshurst ?

La machine à influence de Wimshurst est un générateur électrostatique, une machine permettant de générer de hautes tensions, développée entre 1880 et 1883 par l'inventeur britannique James Wimshurst (1832–1903). Une telle machine pouvait facilement générer une différence de potentiel allant jusqu'à 50 000 ou 60 000 volts.

La machine de Wimshurst est composée de plusieurs éléments clés, visibles dans les figures ci-dessous :

Comment fonctionne la machine Wimshurst ?

La machine de Wimshurst démarre avec une faible charge sur l'une des plaques conductrices. Cette charge provient généralement de l'environnement, de sorte que les disques ne sont pas parfaitement neutres. Si aucune charge n'était présente au départ, cette machine ne fonctionnerait pas, car elle a besoin d'une charge pour induire une charge. Cette charge peut être positive ou négative. Pour les besoins de l'explication, nous dirons que la charge sur la plaque est positive.

Lorsque la roue tourne, la charge positive se déplace vers la brosse à double extrémité de l'autre disque. En s'alignant sur cette brosse, elle induit une charge négative dans la plaque conductrice située directement en face, sur l'autre disque. Cette charge négative provoque à son tour l'apparition d'une charge positive sur la plaque située à l'autre extrémité de la brosse.

À mesure que les disques continuent de tourner, la charge positive initiale atteint les peignes collecteurs d'un côté, puis est stockée dans le condensateur à bouteille de Leyde. Pendant ce temps, les charges positives et négatives de l'autre disque tournent dans l'autre sens. Lorsqu'elles s'alignent avec la brosse à double extrémité du disque opposé, elles induisent une charge positive et négative sur les plaques conductrices situées en face d'elles.

Ces nouvelles charges tourneront jusqu'à s'aligner avec l'autre brosse à double extrémité, induisant davantage de charges à mesure que les autres atteignent les peignes collecteurs et sont stockées. Ce cycle se poursuit, avec de plus en plus de charges induites, puis stockées, jusqu'à leur décharge sous forme d'étincelle ! Le cycle se répète alors.

Ces machines à « influence » ou à induction, comme on les appelait parfois, étaient beaucoup plus fiables que les machines électriques précédentes et la machine de Wimshurst est donc devenue très populaire dans les laboratoires de la fin du XIXe et du début du XXe siècle pour les expériences électriques et, en raison des tensions élevées qu'elles étaient capables de générer, elles ont été utilisées dans les premières expériences de rayons X.

Procédure opératoire :
1, Tournez la poignée de la machine Wimshurst.
2. Assurez-vous que les électrodes sont espacées de quelques centimètres.
3, Attention aux étincelles !

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