Elektriseermachine van Wimshurst

 

Wimshurstmachine met twee Leidse flessen.

De elektriseermachine van Wimshurst is een elektriseermachine voor het opwekken van hoge spanningen die tussen 1880 en 1883werd ontwikkeld door de Britse uitvinder James Wimshurst (1832-1903). Kenmerkend zijn de twee verticaal gemonteerde en in tegengestelde richting draaiende schijven, twee kruislings geplaatste staven met metalen borstels en een vonkbrug.

 

Beschrijving

Deze machines behoren tot het type elektriseermachines die elektrische ladingen genereren via influentie of elektrostatische inductie. Eerdere machines van dit type werden ontwikkeld door onder andere Wilhelm Holtz (1865 en 1867), August Toepler (1865) en J. Robert Voss (1880). Deze oudere machines waren echter minder efficiënt en toonden het onvoorspelbare gedrag van het ompolen van de polariteit. De machine van Wimshurst had dit gebrek niet. Vanaf 1895 werd de machine gebruikt voor het activeren van röntgenbuizen.

Een model van de "Elektriseermachine van Wimshurst" is te bezichtigen in het Teylers Museum, Haarlem.

 

Werking

De generator van Wimshurst bestaat uit twee geïsoleerde schijven van glas of eboniet, die bekleed zijn met strips van tin- of zilverfolie. Een strip krijgt lading geïnduceerd door de in tegengestelde richting draaiende strips van de andere schijf. Deze lading wordt afgevangen door metalen kammen en getransporteerd naar de Leidse flessen op de hoeken van de machine. De Leidse flessen verzamelen de lading tot het moment dat de spanning over de vonkbrug zo groot is geworden dat er overslag plaatsvindt en er een vonk overspringt waarna het proces zich herhaalt.

De machine is zelfstartend, wat betekent dat er geen externe elektriciteit toegevoegd hoeft te worden om een startlading te creëren. Daarentegen heeft de machine welmechanische energie nodig om de schijven tegen het elektrisch veld in te laten draaien en het is deze energie die de elektriseermachine omzet in elektrische energie.

 

Proef 1: Whimshurst
 
Nodig: Whimshurst machine, Garen, papier
 
Doen: Maak een symmetrische pijl van het papier en steek hier precies in het midden het gare door. Draai nu aan de Whimshurst machine en hou het papiertje, de gare strak gespannen, op een niet al te grote afstand van één van de bollen. Laat de pijl rondom de bollen gaan. Wat zie je?
 
Waarneming: De pijl wijst steeds naar één van de bollen. In het middelpunt klap die om naar de andere bol.
 
Conclusie: Door aan de machine te draaien, ontstaat een elektrisch veld. De pijl wordt hierdoor aangetrokken.