Wimshurst elektriseermachine

Moderator: physicalattraction

Reageer
Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Wimshurst elektriseermachine

Is de capaciteit van de bollen dan niet verwaarloosbaar?
Misschien niet. Het is niet zo eenduidig:

Bij gelijke vonklengte lijkt de knal even hard tussen groot-groot en groot-klein.
Als de kleine kogel op de grote gemonteerd is, lijkt het iets harder tekeer te gaan. Maar dat komt dan waarschijnlijk ook omdat ik dan een langere vonk kan trekken. Bij gelijke vonklengte lijkt het verschil gering, maar toch iets harder voor klein-aan-groot naar groot, dan voor klein naar groot. Klein naar klein is duidelijk wat minder hard op dezelfde afstand.
Zelf zat ik evenals PP te denken aan de relatief kleine lading op de grote kogels, die wel heel direct beschikbaar is.

De verschillen zijn overigens niet zodanig dat er geen twijfel mogelijk is.

Jammer dat er geen verklaring gegeven wordt voor het lichtintensiteitsverschil in zo'n ontlading. Ik zal eens testen met de elektroscoop en een negatief opgewreven stuk PVC .

Berichten: 3.933

Re: Wimshurst elektriseermachine

Michel Uphoff schreef: zo 27 sep 2020, 17:22 Jammer dat er geen verklaring gegeven wordt voor het lichtintensiteitsverschil in zo'n ontlading. Ik zal eens testen met de elektroscoop en een negatief opgewreven stuk PVC .
misschien kun je nog een filmpje maken waarop het effect beter zichtbaar is?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Wimshurst elektriseermachine

Misschien bedoel je wat anders. Is dit niet voldoende duidelijk dan?

Afbeelding

Berichten: 3.933

Re: Wimshurst elektriseermachine

met bewegende beelden kun je misschien nog iets concluderen uit bewegingen. Verder is het niet duidelijke waar exact met metaal van de bollen begint.Ik zie paars wit en paars. Wat is dat rechtse stukje paars? of is dat spiegeling van het licht in een bol?

Gebruikersavatar
Berichten: 1.605

Re: Wimshurst elektriseermachine

Is het plasma Argon? De kleur donker paars doet me denken aan pecvd waar wij Argon gebruikten. Zuurstof of stikstof plasma hebben dacht ik een andere kleur.

Argon plasma heeft het minste energie nodig om plasma te vormen. Echter Argon is maar zeer weinig aanwezig in de atmosfeer. Heeft iemand een andere verklaring voor de donker paarse vermoedelijk argon plasma?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Wimshurst elektriseermachine

Hier een filmpje waarin de asymmetrie van de vonken (zonder Leidse fles) goed zichtbaar is.



Ik ben wat gaan testen met verschillende kogelconfiguraties:
Kogelconfiguraties.jpg
En ik krijg vooralsnog niet echt consistente resultaten als het gaat om maximale vonklengte. Wel is duidelijk dat klein-klein (linksboven) de langste vonk trekt (98 mm), en dat combinaties met een grote en een kleine of twee grote kogels vonken van 79 tot 51 mm trekken en een duidelijk hardere knal geven.

Met een opgewreven staaf PVC de door de Wimshurst opgeladen elektroscoop benaderd. Als de elektroscoop door de rechter electrode was opgeladen verscheen duidelijk een dip in de elektroscoop uitslag bij het naderen met het negatief geladen pvc. Teken dat rechts inderdaad de positieve pool moet zijn.

Maar in tegenstelling tot sommige berichten op internet, merk ik weinig verschil tussen configuraties waarbij kleine en grote bollen wisselend aan de plus of min liggen.

Berichten: 3.933

Re: Wimshurst elektriseermachine

Michel Uphoff schreef: ma 28 sep 2020, 01:50 Hier een filmpje waarin de asymmetrie van de vonken (zonder Leidse fles) goed zichtbaar is.


.
In het filmpje zie ik dat het stukje wit in de vonken op verschillende plekken kan zitten. Ik zie dus een wit dun vonkje, wit is waarschijnlijk doorslag met hoge stroomdichtheid en stukjes brede corina met paars, dat is dan denk ik lage stroomdichtheid met ozon vorming over een breder oppervlak (doorsnede). Ik zie dus niet echt een voorkeur in gedrag tussen ene of andere bol.
vonk.gif
vonk.gif (10.47 KiB) 1038 keer bekeken
[edit m.u. Foto's samengevoegd in een bericht]

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Wimshurst elektriseermachine

Ik zie dus niet echt een voorkeur in gedrag tussen ene of andere bol.
Het zijn bollen van gelijke diameter in dit filmpje.

Ik ben het met je eens dat in dit filmpje het wit wat heen en weer schiet, maar het is toch voornamelijk bij de rechter bol te vinden. Er zijn ook momenten dat het smallere witte deel van de specifieke vorm van de vonkboog zoals goed zichtbaar is op de foto een paar berichten terug gedurende lange tijd alleen rechts (bij de positieve bol) te vinden is. Anyway, het is mij nog niet gelukt aan te tonen dat de bol waar het witte deel van de vonk zich bij sterke voorkeur ophoudt de negatieve bol kan zijn.

Berichten: 3.933

Re: Wimshurst elektriseermachine

Michel Uphoff schreef: ma 28 sep 2020, 22:57 . Anyway, het is mij nog niet gelukt aan te tonen dat de bol waar het witte deel van de vonk zich bij sterke voorkeur ophoudt de negatieve bol kan zijn.
je kunt de polariteit vrij makkelijk bepalen met een simpel schakelingetje.
meter1sch.gif
meter1.gif
stroombron vertegenwoordigt de stroompulsen van de vonk.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Wimshurst elektriseermachine

je kunt de polariteit vrij makkelijk bepalen met een simpel schakelingetje
Dat heb ik niet nodig, een elektroscoop en een pvc buis heb ik, daar gaat het prima mee. Los daarvan denk ik niet dat deze schakeling 200+ kV overleeft.

Wat ik met mijn opmerking bedoelde, was dat ik nog niet heb kunnen constateren dat het witte deel van de vonkbrug zich bij de negatieve pool op kan houden.

Berichten: 3.933

Re: Wimshurst elektriseermachine

Michel Uphoff schreef: di 29 sep 2020, 02:51
je kunt de polariteit vrij makkelijk bepalen met een simpel schakelingetje
Dat heb ik niet nodig, een elektroscoop en een pvc buis heb ik, daar gaat het prima mee. Los daarvan denk ik niet dat deze schakeling 200+ kV overleeft.

Wat ik met mijn opmerking bedoelde, was dat ik nog niet heb kunnen constateren dat het witte deel van de vonkbrug zich bij de negatieve pool op kan houden.
Met een elektroskoop kun je geen polariteit meten, hooguit een vooraf aangebrachte lading opbrengen zoals je voorstelt, maar hoe weet je dan dat de lading niet overgecompeseerd wordt door de laging van de machine?
Ik was iets te snel met mijn schema. Volgende is nog robuuster omdat er nooit meer dan +/-1 diodespanning kan komen te staan.
meter2.gif
Maar doe vooral wat je zelf denkt en zie dit hooguit als advies van een elektronica ingenieur met 30+ jaar ervaring in de semiconductor industie switchmode powersupplies. Wij werken dagelijks met dit soort hoge pulse stromen. (de spanning is hier niet van belang) Ik zou de leidse flessen loskoppelen zodatje minder hoge pulse stromen hebt en dan kun je met deze schakeling prima de polariteit meten. Diodes kunnen over het algemeen zeer hoge korte pulsestromen verwerken. Ben je voor een paar euro klaar en werkt denk ik een stuk handiger dan een elektroskoop. Maar een elektroskoop werkt wel natuurlijk als je voorzichtig wat lading op kunt vangen en zeker weet dat die de vooraf opgebrachte lading niet overcompenseert. Helaas weet je dat nooit zeker omdat zelfs als de uitslag minder wordt dat kan komen doordat je al in het tegenover liggende gebied zit.

Berichten: 3.933

Re: Wimshurst elektriseermachine

Michel Uphoff schreef: di 29 sep 2020, 02:51
Wat ik met mijn opmerking bedoelde, was dat ik nog niet heb kunnen constateren dat het witte deel van de vonkbrug zich bij de negatieve pool op kan houden.
Kun je dan aangeven welke kant in jouw plaatjes/filmpjes de negatieve en de positieve pool is? dat maakt het redeneren wat makkelijker.

Berichten: 39

Re: Wimshurst elektriseermachine

De tegenover elkaar staande lamellen hebben een tegengestelde lading, dus trekken zij elkaar aan.
Door het draaien in tegenover gestelde richting van de schijven worden de condensatorplaten uit elkaar getrokken tegen de aantrekkende kracht in, dat kost energie.
Als dit met twee geladen condensatorplaten gebeurt dan wordt de capaciteit kleiner maar de lading blijft hetzelfde dan moet de spanning groter worden.
Volgt uit de wet van Coulomb.

Gebruikersavatar
Berichten: 7.463

Re: Wimshurst elektriseermachine

Kun je ook door berekening laten zien dat die spanningstoename afdoende is om de opgebouwde lading vanuit de lamellen naar de Leidse flessen te laten vloeien?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Wimshurst elektriseermachine

Die redenatie klopt m.i. Uit een eerder bericht:
Kerninzicht bij de initiële vraag van mij over de opbouw tot hoge spanningsverschillen is mijn inziens de eenvoudige wet: ΔV = Q/C

En dat voltrekt zich in de Wimshurst machine m.i. als volgt: Op 12 en 6 uur hebben twee tegenoverstaande sectoren een bepaalde lading Q, een onderlinge capaciteit C en een bescheiden potentiaalverschil ΔV. Omdat de borstels de verbinding verbreken kan de lading niet meer wijzigen (vermits de isolatie prima is). Nu beide sectoren verder naar 9 resp. 15 uur draaien en dus de capaciteit tussen de sectoren sterk vermindert moet ΔV naar hogere waarden naarmate de sectoren naar de buitengebieden draaien, waar het zo opgekrikte potentiaal wordt 'afgetapt' door de collectors.
Als je de initiële en eindafstand tussen de platen weet kan je dat opslingeren van de spanning eenvoudig berekenen. Bij mijn machine is dat ongeveer 15 mm en 350 mm. Vervolgens wordt een fors deel van de lading opgepikt door de collector die zeer laagohmig aan de Leidse fles zit. Maar niet alle lading vloeit in de Leidse fles, en de restlading zet weer de volgende ronde op de rol. In principe kan zo de spanning onmetelijk hoog oplopen, maar de maximale afstand tussen de neutralisatieborstel en de collector begrenst dat; immers als de spanning te hoog oploopt vindt er ontlading over de sectoren plaats. Bij mij zitten er maximaal 3 isolerende "spaties" tussen, die ieder 33 mm groot zijn. Dus de maximale spanning die mijn machine op kan wekken is ongeveer gelijk aan een boogontlading van 100 mm, pakweg 300 kV, in de praktijk net iets langere vonken en net iets minder spanning.

Ik kom tot net over de 10 cm, mijn langste vonk tot nu toe:
10 cm vonk.jpg

Waarbij je ook snel tegen (gelukkig eenvoudig te verhelpen) ontwerpfoutjes aanloopt:
Oepss....jpg

En waarbij je altijd iedere scherpe rand moet zien te vermijden, anders krijg je dit:
Avoid sharp edges.jpg

Reageer