Kelvindruppelaar

[jkien]

Ok. Ik veronderstelde dat de oplaadtijd voor elke oplaadperiode hetzelfde zou zijn, wegens beginlading << eindlading, maar dat is geen goed argument. Na een vonk weet je niet hoeveel restlading er over is. Misschien de ene keer 10^-19 C, en de andere keer 10^-15 C. Dat maakt veel uit voor de oplaadtijd na de vonk (geen lineaire maar exponentiele groei naar eindlading Q_eind = doorslagspanning / capaciteit).

Het voorbeeld van de Kelvindruppelaar met constante oplaadtijd [1] doet wel vermoeden dat er iets is waardoor de restlading na elke vonk ongeveer hetzelfde is. Welk elektrisch criterium bepaalt het einde van de vonk?

[Bartjes]

Dat zal waarschijnlijk een ingewikkeld verhaal zijn. Er zou ook nog een soort van trillingskring-effect kunnen optreden. Het belangrijkste is dat er na de eerste vonken een "stevige" restlading aanwezig is, dit in tegenstelling tot de situatie bij het opstarten.

Een probleem zou ook kunnen zijn dat het linker en rechter bovenste vat op de geplaatste foto tot een verschillende hoogte gevuld zijn. Als dat tot een verschillende uitstroomsnelheid leidt krijgt het oplaadproces een asymmetrisch karakter. Wat er dan gebeurt weet ik niet....

[Bartjes]

Er zal bij de vonkoverslag waarschijnlijk iets dergelijks als bij de vonkzender van Heinrich Hertz optreden:

http://www.philipsra...ers/#vonkzender

Als "bollen" fungeren dan de onderste opvangbakjes. Je krijgt dan gedempte hoogfrequente trillingen. Mogelijk is dat radiosignaal ook op te vangen en vast te leggen?

[Isaac Einstein]

De schok ontstaat toch als de doorslagspanning van de lucht ertussen bereikt wordt? Dan ontladen de bakken en kan er dus geen sprake zijn van restlading? Als dit het geval is zijn de resultaten onjuist en zullen er dus andere factoren een rol gespeeld hebben. Waar Bartjes over vertelt in #108 hebben wij geen rekening gehouden, maar ik denk niet dat de uitstroomsnelheid zo'n groot effect. Na de vakantie zal ik de meting opnieuw uitvoeren.

[Bartjes]

Tijdens de ontlading zal de spanning geleidelijk afnemen (mogelijk in de vorm van een dempende hoogfrequente wisselspanning). Op zeker moment wordt de restspanning dan zo laag (maar nog niet nul) dat de vonk "dooft". Er zal dan dus wat restlading achterblijven.

Wat je kan doen is het toestel met een batterij een bekende beginspanning geven, vervolgens meet je hoelang het toestel over doet tot er een vonk overslaat. Dat doe je dan een aantal keren achter elkaar, dus steeds vanaf de zelfde met de batterij aangebrachte beginspanning.

[jkien]

Je kunt ook met een geladen vlierpitbolletje onderzoeken of, na een vonk, het linkervat lading van hetzelfde teken opbouwt (bijv. positief), of dat het teken na een vonk at random verandert. Hetzelfde teken wijst op achtergebleven restlading, als kiem voor de volgende lading.

[Bartjes]

Afhankelijk van het wel of niet optreden van een trillingkringeffect zal de restlading een willekeurig teken hebben of hetzelfde teken als de beginlading. Zie:

http://w2pa.net/HRH/spark-radio/

In elk geval is het interessant om na te gaan of er restlading optreedt, en of het toestel na enige tijd niet gebruikt te zijn inderdaad nagenoeg alle restlading kwijt raakt.

[jkien]

Link naar een scriptie over de Kelvindruppelaar, van een student van de Universiteit Twente met de titel "Analyzing and optimally controlling the Kelvin water dropper": scriptie 2015.