لم يخترع المهندس البريطاني جيمس ويمشورست الآلة التي تحمل اسمه. ولكن بفضل التحسينات العديدة التي أجراها على نوع مميز من المولدات الكهروستاتيكية ، أصبح لدينا الآن آلة التأثير Wimshurst.
ماذا تفعل آلة Wimshurst؟
تعود آلات التأثير إلى القرن الثامن عشر. إنها فئة من المولدات التي تحول العمل الميكانيكي إلى طاقة كهروستاتيكية من خلال الحث. بحلول منتصف القرن التاسع عشر ، طور الفيزيائيان الألمان فيلهلم هولتز وأوغست توبلر نموذجًا يتميز بأقراص زجاجية عمودية دوارة. كان هذا النمط من المولدات هو الذي بدأ Wimshurst في إصلاحه في ورشته المنزلية في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر. بحلول عام 1883 كان قد عزز تصميمه.
تحتوي آلة Wimshurst كما هي موجودة اليوم على قرصين معزولين ، غالبًا ما يكونان مصنوعين من البلاستيك ولكن في بعض الأحيان لا يزالان مصنوعين من الزجاج ، مع لوحات توصيل معدنية موضوعة حول الحافات. يتم تثبيت الأقراص على محور واحد ويتم تدويرها في اتجاهين متعاكسين عند تشغيلها بواسطة كرنك يدوي.
أثناء دوران الأقراص ، تتحرك شحنة البداية الصغيرة ، سواء كانت موجبة أو سالبة ، على لوحة معدنية واحدة باتجاه فرشاة مزدوجة الطرف على القرص الثاني. عندما تتم محاذاة اللوحة مع الفرشاة ، فإنها ستحدث شحنة متساوية ومعاكسة على اللوحة المقابلة لها مباشرة على القرص الآخر. تؤدي الشحنة الناتجة بدورها إلى شحنة معاكسة على لوحة على القرص الأول. وفي الوقت نفسه ، تحفز اللوحات الموجودة على القرص الثاني شحنات على القرص الأول. تفصل أمشاط مجمعات المعادن الشحنات إلى موجبة وسالبة وتوصلها إلى مكثفين جرة ليدن. في نهاية المطاف ، يتم تفريغ التراكم مع شرارة تقفز الفجوة بين محطتين ، وتبدأ العملية مرة أخرى. يمكن لآلة Wimshurst المنضدية أن تنتج ما يصل إلى 50000 أو 60.000 فولت ، كما يوضح هذا الفيديو:
https://www.youtube.com/watch؟v=XMO2NGrW1mUتحريكه – آلة Wimshurstwww.youtube.com
كان من السهل إعادة إنتاج وتشغيل التصميم البسيط ، وهكذا وجدت آلات Wimshurst طريقها إلى المعامل والمدارس وحتى منازل الفيكتوريين الأثرياء. بسبب الجهد العالي الذي يمكن أن تنتجه ، تم استخدام الآلات لإثارة أنابيب كروكس وتوليد أشعة سينية للتصوير الطبي خلال أوائل القرن العشرين.
عندما توفي Wimshurst فجأة في منزله في 3 يناير 1903 عن عمر يناهز 71 عامًا ، قال المحررون في طبيعة وجدته يستحق نعي. بعد تسعة وعشرين عامًا ، في الذكرى المئوية لميلاده ، طبيعة مرة أخرى نشر ملاحظة وصفته بأنه “من بين أشهر مخترعي الآلات الكهربائية في الجزء الأخير من القرن التاسع عشر”. ومع ذلك ، على حد علمي ، لا توجد سيرة ذاتية كاملة مخصصة للرجل. في الواقع ، تظهر معظم عمليات البحث عبر الإنترنت نفس مجموعة التفاصيل المذكورة في الطبيعة التقارير الأصلية: كان ابن شركة بناء السفن Henry Wimshurst (المصمم الرائد للسفينة ذات الدفع اللولبي أرخميدس) ؛ متدرب في Thames Iron Works ؛ مساح السفينة إلى Lloyd’s Register ؛ من 1865 إلى 1874 ، رئيس سجل وكلاء ليفربول ؛ وأخيرًا على مدار الخمسة وعشرين عامًا الماضية من حياته العملية ، إلى أن بلغ سن التقاعد الإلزامي البالغ 67 عامًا ، كان مساح السفن الرئيسي لمجلس التجارة.
طور James Wimshurst أجهزته التي تحمل اسمه في أوقات فراغه. في النهار ، كان يعمل مساحًا في بناء السفن لمجلس التجارة البريطاني.أنطونيو كارلوس إم دي كويروز / ويكيبيديا
كانت أعمال Wimshurst الكهربائية مجرد هواية ، وهو أمر كان يفعله في أوقات فراغه في منزله في Clapham في جنوب غرب لندن. بمساعدة ولديه ، أنشأ مختبرًا وورشة عمل حيث كان يتلاعب بالآلات المؤثرة حتى أتقن تصميمه. صنع Wimshurst أكثر من 90 من أجهزته التي تحمل اسمه. يمكن وضعها بسهولة أكبر على منضدة ، مثل تلك المحفوظة في متحف العلوم بلندن ، والتي تبلغ أبعادها 56 × 67 × 30.5 سم. لكنه أيضًا ابتكر آلة كبيرة بشكل استثنائي يبلغ ارتفاعها 2.1 مترًا وهي معروضة في متحف العلوم والصناعة في شيكاغو. (الآلة المصورة في الأعلى موجودة في متحف ييل بيبودي للتاريخ الطبيعي ، في نيو هافن ، كونيتيكت. تم تصنيعها في ألمانيا وبيعها في الولايات المتحدة بواسطة جيمس دبليو كوين وشركاه)
لم يحصل Wimshurst على براءة اختراع لأي من تحسينات الجهاز ، لكنه كان حريصًا على نشر الكلمة حول اختراعاته. في عام 1886 نشر كتابًا ، كهرباء ساكنة. “آلة التأثير”: كيفية صنعها وكيفية استخدامها. وفي 27 أبريل 1888 ، ألقى محاضرة عن الآلات في المعهد الملكي. معترفًا بإنجازاته العلمية ، تم انتخابه عام 1898 زميلًا في الجمعية الملكية. كان أيضًا عضوًا في معهد المهندسين الكهربائيين وجمعية رونتجن ، وعضوًا في مجلس إدارة المؤسسة الملكية.
لكن الجزء من تاريخ Wimshurst الذي أجده مثيرًا للاهتمام موجود في الفقرة الأخيرة من الطبيعة نعي: “تم إجراء جميع أبحاث السيد Wimshurst العلمية من أجل الحب الخالص للعمل ، وقد رفض بإصرار قبول أي فائدة مالية منه. ربما لهذا السبب لم يكتب المؤرخون سيرته الذاتية بعد: إنهم لا يعرفون كيف يتعاملون مع مخترع إيثاري حقًا.
جرب هذا في المنزل: قبلة كهربائية
آلات Wimshurst متاحة بسهولة للشراء اليوم. لا تزال تستخدم في المدارس ومتاحف العلوم لإثبات أساسيات الكهرباء. يمكنك أيضًا إنشاء جهازك الخاص باستخدام عناصر من متجر لاجهزة الكمبيوتر.
في المجلد 17 من يصنع في مجلة (2009) ، وصف متحمس Steampunk المعروف باسم Jake von Slatt كيفية بناء آلة Wimshurst. (ظهر Von Slatt أيضًا في IEEE Spectrumمقالة أكتوبر 2008 “The Steampunk Contraptors.”) تعليماته المحدثة متاحة على الإنترنت في سلسلة من خمسة أجزاء.
إذا قررت المضي قدمًا في صنع آلة Wimshurst الخاصة بك ، أقترح الانتقال إلى الخطوة المنطقية التالية المتمثلة في التخطيط لحفل عشاء حول حيل الصالون الفيكتوري. بدلاً من كسر لعبة Monopoly أو Trivial Pursuit أو Parcheesi مرة أخرى ، لماذا لا نحتفل مثل الفيكتوريين ، الذين كانوا على ما يبدو غاضبين من الكهرباء.
لكي نكون واضحين ، كان الفيكتوريون ببساطة يواصلون الاتجاه الذي يعود تاريخه إلى أكثر من قرن. أحب بن فرانكلين أيضًا ترفيه ضيوفه بألعاب تعتمد على الكهرباء. بفضل بساطة آلة Wimshurst ، كان لدى رواد الحفلات في تسعينيات القرن التاسع عشر مصدرًا موثوقًا للكهرباء المولدة بسهولة.
كانت إحدى الألعاب الشهيرة تسمى القبلة الكهربائية: قم بتشغيل آلة Wimshurst الخاصة بك ، واحصل على زوجين مغازلة ليأخذ كل منهما أحد المكثفات ، واجعلهما يتكئان للحصول على مفاجأة. إنه أمر أكثر إثارة للصدمة من تدوير الزجاجة. على الرغم من عدم إظهار أي من الأدبيات التي قمت بمراجعتها قلقًا بشأن قيام الزوجين المقبلين بصعق نفسيهما عن طريق الخطأ ، فإن الموقع الإلكتروني لقسم الفيزياء بجامعة إنديانا يحمل تحذيرًا بشأن إظهار آلة Wimshurst الخاصة به: “يمكن أن ينتج عنه صدمات قاتلة عند الاتصال بعدد كبير جدًا من مرطبانات Leyden.”
جزء من أ سلسلة مستمرةالنظر إلى القطع الأثرية التاريخية التي تحتضن الإمكانات اللامحدودة للتكنولوجيا.
تظهر نسخة مختصرة من هذه المقالة في إصدار يونيو 2023 المطبوع باسم “Wimshurst’s Electrostatic Immortality.”
من مقالات موقعك
مقالات ذات صلة حول الويب
اكتشاف المزيد من عرب نيوز للتقنية
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
