Как зарядить лейденскую банку

Лейденская банка — первый электрический конденсатор

В эпоху первых электростатических машин трения, таких как машина Фрэнсиса Хоксби в форме вращающейся стеклянной сферы, которую для электризации нужно было натирать шерстью или сухой ладонью, интерес к экспериментам с электричеством возникал у очень многих европейских исследователей.

В частности, немецкий физик Георг Маттиас Бозе примерно в 1730 году придумал прислонять к вращающейся сфере подвешенный на изолирующих нитях проводник, который мог бы передавать электричество другим телам.

После исследовательских работ Бозе с электризацией проводящих тел, сразу двое экспериментаторов, независимо друг от друга, пришли к мысли о том, что от машины Хоксби через изолированный проводник электричество можно было бы попробовать собрать в банку и накопить, подобно воде.

Тогда уже было известно, что через стекло электричество не проходит. Первого экспериментатора звали Эвальд Юрген фон Клейст, он был физиком из Германии, вторым был Андреас Кюнеус — из Голландии, работник лейденского университета и помощник в лаборатории профессора Питера ван Мушенбрука.

Электрические заряды, генерируемые при натирании руками вращающегося шара машины Хоксби перетекают через железные цепи и дуло ружья (простейший проводник), подвешенного на шелковых нитях, заряжая стеклянную банку с водой.

И Клейст и Кюнеус — оба в итоге получили удары током, сопровождаемые электрическими искрами, от прикосновения к изолированному проводнику, по которому электричество перемещалось от машины Хоксби — в банку, тогда как саму банку они держали в другой руке.

Известно, что Кюнеус хотел достать входящий в банку медный стержень. Это было в 1745 году, который теперь считается годом изобретения лейденской банки.

Профессор Мушенбрук сообразил, что критически важным был тот факт, что экспериментаторы держали банку за наружную ее часть в руке во время накопления электричества. Тогда то он и предложил первый прообраз внешней обкладки конденсатора, заменив руку экспериментатора на свинцовую фольгу.

Мушенбрук и его помощник работали в Лейдене, поэтому изобретение назвали Лейденской банкой. Эвальд Юрген фон Клейст назвал свой конденсатор аналогичной конструкции «медицинской банкой».

В 1746 году было установлено, что количество электричества, собираемое в банке, пропорционально размеру ее обкладок и обратно пропорционально толщине изолирующего обкладки стекла.

Лейденская банка считается прототипом современного конденсатора.

После первоначального понимания природы электрического заряда разработка лейденской банки привела к новому явлению разделения и хранения заряда. На двух поверхностях лейденской банки две металлические фольги разделены слоем стекла. Таким образом, такой конденсатор разделяет и накапливает заряды электростатическим способом, что считается основой для дальнейшего развития конденсаторных технологий на протяжении веков.

Эксперименты с новым изобретением подхватили физики из многих стран. Бенджамин Франклин разработал первую теорию работы лейденской банки.

В 40-х годах XVIII века пытались разряжать лейденские банки на значительном расстоянии, включая в цепь длинные проволоки, а также пруды и реки. Такие опыты производил в 1746 году Иоган Генрих Винклер, а также Пьер Шарль Лемонье.

Хранитель кабинета физики из Англии, Уильям Уотсон, попытался даже определить скорость распространения электричества во время разряда — он пропустил ток по проводящему пути длиной в 12000 футов.

Стремление использовать электричество как ток, и ограниченность электростатики, и значение искры — ярко проявилось в предыстории электрического телеграфа.

В 1767 г. итальянский иезуит Иосиф Мария Бозолус предложил воспользоваться разрядом лейденской банки для передачи известий. Для этого он считал нужным провести две проволоки — одну от внутренней и другую от внешней обкладки банки. Концы проволок на станции, принимающей сигналы, должны были находиться на таком расстоянии, чтобы между ними могла проскочить искра.

Через несколько лет швейцарский физик Жорж-Луи Лесаж в Женеве провел между двумя отдаленными пунктами 24 проволоки. На конце каждой проволоки была подвешена пара бузиновых шариков с буквами, и каждый раз, как по одной из проволок проходил ток, банка, наэлектризованные шарики расходились и указывали передаваемую букву.

В конце 80-х годов была осуществлена передача известий по одной проволоке. Французский механик Ломонд пользуется различными отклонениями наэлектризованного смоляного шарика, измеряющими величину заряда, причем углы отклонения соответствуют передаваемым буквам.

В Испании врач и физик Франсиско Сальва предлагает систему лейденских банок и проволок для сообщения между городами, и в 1798 г. он строит при помощи французских инженеров линию между Мадридом и Аранхуэсом протяженностью в 42 км.

Этот опыт показал ему недостатки статического электричества, и в своей статье с характерным названием «Гальванизм в приложении к электричеству» Сальва предлагает воспользоваться уже изобретенным в это время вольтовым столбом.

В 90-х годах XVIII века становится ясным, что статическое электричество по своей природе не подходит для передачи сигналов и известий в отдаленные пункты. Даже удачные попытки не получают применения. В эти годы развивается несравненно более простой, надежный и выполнимый оптический телеграф.

Большой электростатический генератор с лейденскими банками

Вплоть до 70-х годов XVIII века, никто не ставил каких-либо практических задач перед электростатическими машинами и приборами. Кое-кто, правда, применял электрические машины и лейденские банки для медицинских целей, но в большинстве случаев их применяли для лабораторных опытов или просто для эффектной демонстрации нового рода явлений при дворе, в монастырях и университетах и даже в платных публичных представлениях (в Германии и Голландии с 1745 г.).

Болезненные эксперименты с лейденской банкой привели к возникновению электромедицины, поскольку было установлено отчетливое влияние электрических разрядов на организм человека.

Использование лейденской банки в медицине

Первые исследования лейденской банки имеющие определенное научное значение, осуществили, как ни странно, парижские монахи и королевские мушкетеры, но, естественно, не по своей воле.

Разряд достаточно мощной лейденской банки на цепочку из 700 монахов, взявшихся за руки, заставил их одновременно вскрикнуть и повторить судорожные движения, неоднократно наблюдавшиеся ранее при «индивидуальных» экспериментах.

На 180 мушкетерах провел такой же эксперимент придворный «электрик» аббат Нолле.

Приказ короля был стойко выдержать удар. Но перед ударом лейденской банки оказалась бессильной даже гвардейская дисциплина: «Первый держа в свободной руке банку, а последний извлекал искру. Удар почувствовался всеми в один момент. Было очень курьезно видеть разнообразие жестов и слышать мгновенный вскрик, исторгаемый неожиданностью у большей части получающих удар».

Эти эксперименты позволили сделать тогда важный вывод: электричество протекает очень быстро, так как все участники одновременно почувствовали удар.

Жан Антуан Нолле (второй слева), проводит эксперимент с электричеством в 1750 году. В правой руке он держит лейденскую банку.

Сейчас можно оценить величину напряжения, до которого заряжались лейденские банки. Если принять, что для достаточно сильного «ощущения» необходимо напряжение около 110 В, то, учитывая последовательное включение людей в цепочке при экспериментировании, лейденская банка монахов была заряжена до напряжения 70 000 В, а мушкетеры не выдержали удара в 18 000 В.

Конечно, можно потребовать коррекции на различную физическую и психологическую подготовленность монахов и мушкетеров. Но и тогда оценка напряжения на лейденских банках даст величину, достигающую нескольких десятков тысяч вольт.

Однако емкость лейденских банок примерно от 100 до 1 000 пФ и энергия, накапливаемая в них, были сравнительно невелики, что и объясняет благополучный исход большинства экспериментов.

Вследствие малой емкости разряд был очень кратковременным: его можно оценить величинами порядка 10 -5 — 10 -7 секунды при разряде на одного человека и порядка 10 -3 — 10 -4 секунды в опыте с монахами.

Во всех этих случаях требовалась возможно большая электризация и как можно большее накопление противоположных зарядов. И венецианский юрист Пиватти, лечивший электричеством больных и сообщивший ряд достаточно фантастических сведений об этом и аббат Нолле, показавший королю свой необычный эксперимент, и испанец Сальва, пытавшийся передавать сообщения на расстояние — все они нуждались в как можно большем накоплении разноименных зарядов.

Это требование удовлетворялось последовательным усовершенствованием приборов. Поэтому устройство лейденской банки с течением времени изменялось. Сначала использовали воду, затем воду удалось заменить на дробь, а снаружи банку стали покрывать тонким слоем листового свинца. Далее дробь заменили на внутреннее покрытие из оловянной фольги, за тем оловянным сделалось и наружное покрытие банки.

Предлагалось и специальное устройство для разряда лейденской банки : изогнутая проволока с медными шариками на концах, укрепленная на изолирующей (обычно деревянной) ручке.

Касаясь одним шаром наружного слоя металла и подводя второй шарик к выступающему из пробки стержню, можно было вызывать искру, возникавшую в результате электрического пробоя воздуха и сопровождавшуюся громким треском.

На стержне (выводе) банки тоже стали укреплять шарик, так как обнаружили, что при этом искра получается более мощной.

Теперь известно, что шарики делали электрическое поле равномернее, а следовательно, воздух пробивался при более высоком напряжении.

Так лейденская банка приобрела тот законченный канонический вид, какой сегодня можно видеть в учебных классах физики в составе генератора Вимшурста.

Смотрите также другие статьи по истории электротехнике на сайте «Школа для электрика»:

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Форум самодельщиков: Самодельная лейденская банка — Форум самодельщиков

Пройдя короткую регистрацию , вы сможете создавать и комментировать темы, зарабатывать репутацию, отправлять личные сообщения и многое другое!

• All Categories
• Всеобщий хелп форум

Самодельная лейденская банка заряжаешь расчёской — бьёт искрой))

• 10 Страниц
• 10

• Вы не можете создать новую тему
• Вы не можете ответить в тему

#181 denko125

• Группа: Пользователи
• Сообщений: 392
• Регистрация: 24 November 11

#182 MagoneJanis

• Группа: Пользователи
• Сообщений: 95
• Регистрация: 27 October 11

#183 Denisi4

• Криворучка)
• 

• Группа: Новички
• Сообщений: 1
• Регистрация: 28 August 12

Вот моя банка
Строение такое,какой ее делал сам Мушенбрук(ну почти).Фольга снаружи,вода с солью внутри,медная проволока диаметром 3 мм,а на конце шарик из фольги.Я ее сделал за 10 минут,и пытался зарядить ее расческой,телевизором,но ничего не получалось.Потом через день мне попалась на глаза зажигалка,и я подумал -а что если мою лейденку зарядить пьезоэлементом из обыкновенной зажигалки.Ну вот я заряжал ее 3 минуты,а потом замкнул проводом,и получилась искра милиметра в 2.В общем,кто думает,что у него банка не заряжается,пусть попробует сделать как я,и у него все получится.Желаю всем самодельщикам удачи в своих "изобретениях".А я пошел делать электрофорную машину для моей банки.Когда доделаю и ее, то выложу фотки.

#184 vit105

• Криворучка)
• 

• Группа: Пользователи
• Сообщений: 15
• Регистрация: 06 June 11

Может кому то пригодится видео как изготовить эту банку

#185 MrNosferato11

• Самопальщик-любитель
• 

• Группа: Пользователи
• Сообщений: 81
• Регистрация: 06 February 13

#186 MrNosferato11

• Самопальщик-любитель
• 

• Группа: Пользователи
• Сообщений: 81
• Регистрация: 06 February 13

#187 MrNosferato11

• Самопальщик-любитель
• 

• Группа: Пользователи
• Сообщений: 81
• Регистрация: 06 February 13

Хм, странно. Сделал эту банку с двумя отводами. Заряжаю от телевизора, искра маленькая 1 мм. А бывает вообще нету иксры, что делать?
Вот фоты:



И последнее:

#188 STEN50

• Группа: Пользователи
• Сообщений: 445
• Регистрация: 01 April 13

Прочитал весь форум.У многих повторяется одна и та же ошибка.
Леденская банка это и есть конденсатор,с двумя обкладками из фольги и диэлектриком между обкладками.
Чем больше площадь фольги обкладок,чем расстояние меньше между обкладками и чем лучше диэлектрик-тем ёмкость банки будет больше.Значит мощность искры будет больше.

У многих обкладки изготовлены безобразно.Неужели трудно взять пищевую фольгу и разгладить утюгом если сильно смятая и аккуратно наклеить по окружности банки.
В качестве диэлектрика ЛУЧШЕ ВСЕГО взять стеклянную банку,хорошо её вымыть и просушить.Для того чтоб как можно меньше было утечки в изоляторе.Понятное дело,чем меньше утечка тем дольше заряд сохранится в ЛБ.

Ровно наклеить фольгу с внешней стороны банки.И ровно наклеить с внутренней стороны банки.
Штырь с шариком должен хорошо контактировать и в нескольких местах с внутренней обкладкой (фольгой)банки.
Взять медный штырь и на конце припаять метёлочку из распушеного многожильного провода.Сразу автоматически будет обеспечен контакт штыря с внутренней обкладкой.

Внешнюю обкладку(фольгу) фольгу НЕНАДО обматывать изолентой или скотчем.Должен быть нормальный контакт обкладки с той же же рукой.

Ненадо в банку ничего насыпать или наталкивать фольги!!!!Внутренняя обкладка из фольги вполне справляется.
Чтоб увеличить ёмкость лейденской банки, можно соединить несколько банок ПАРАЛЛЕЛЬНО.Энергия искры увеличится.

Как сделать лейденскую банку, и чем её заряжать?

Простейшая лейденская банка это банка с водой.
В крышке торчит гвоздь кльторый касается воды, это один электрод.
Иногда вместо соленой воды использовали ртуть.. . но это очень вредно.. .
снаружи можно обмотать фольгой, но раньше иногда просто держали рукой. это второй электрод.

Фактически плучается конденсатор. но не простейший — воздушный. А уже более навороченный со стеклом в качестве диэлектрика, и поэтому более эффективный.

заряжать электрофорной машиной.
Но как она устроена я расказывать не буду.
мне твоя смерть пользы не принесет, а карму просто так пачкать неохота.

ЗЫ Школьная электрофорная машина содержит в своем составе две лейденские банки. именно они накапливают заряд для охрененного бабах.. . ты все еще хочешь заряжать банку?

От электрофора заряд получается больший, чем от натертой пластмассовой линейки. Электрические заряды, получаемые от электрофора, можно собирать и накапливать с помощью специального прибора — конденсатора. «Конденсаре» по-гречески — сгущать. Конденсатор — это «копилка» электрических зарядов. Он состоит из двух проводников — обкладок (на которых скапливаются разнородные заряды) , разделенных слоем изолятора.
Простейшим конденсатором является лейденская банка. Это старинный прибор. Название его происходит от голландского города Лейдена, где впервые стали изготовлять такие конденсаторы еще в середине XVIII века. Лейденскую банку нетрудно сделать самому. Для этого можно использовать стеклянную банку.
Стенки банки с внешней и внутренней поверхности на 2/3 высоты оклейте фольгой. Они будут служить обкладками конденсатора. Работать нужно аккуратно, чтобы не образовалось складок на фольге. Затем возьмите полиэтиленовую крышку, вставьте в середину ее металлический стержень длиной 8—10 см. На верхний конец стержня насадите стальной шарик (или деревянный, оклеенный фольгой) . Из фольги сделайте метелочку и укрепите ее на нижнем конце стержня. Длина метелочки должна быть такой, чтобы при закрытой крышке она касалась внутренней поверхности банки. Закройте банку крышкой — и прибор готов.
Чтобы «наполнить» такой конденсатор электрическими зарядами, заряжайте металлический круг электрофора и прикасайтесь его краем к шарику лейденской банки. При этом на внутренней обкладке будут скапливаться положительные заряды, а на внешней — отрицательные.

Как зарядить лейденскую банку

Войти

Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal

ВВ конденсатор Лев Юткин.

https://sites.google.com/site/yutkin1911/glavnaa
Для изготовления лейденских банок могут быть взяты любые стеклянные банки из-под консервированных фруктов, широкогорлые бутылки или просто чайные стаканы. Емкость конденсатора — лейденской банки зависит от ее объема. По­этому для того, чтобы накопить больше электричества, надо делать больше и лейденскую банку. Самыми подходящими для этого будут стеклянные банки из-под консервов емкостью в 0,5 или 1 литр. Нам нужно взять четыре одинаковых банки.
Все банки на 3/4 их высоты необходимо оклеить станиолем — оловянной фольгой, употребляемой для обертки чая, шоко­лада и других продуктов. Также оклеиваются банки и изнутри. Необходимо заклеить станиолем с обеих сторон дно банки. При этом надо следить, чтобы на станиоле не получалось складок и разрывов. Если же где-нибудь будут небольшие дырочки, их заклеивают кружочками станиоля. Приклеивать станиоль можно конторским клеем. Можно обойтись и без внутренней обклейки банки, а просто насыпать немного в банку мелко настриженной фольги и спустить в нее прием­ник из проволоки.
Приемник для лейденской банки можно изготовить различ­ными способами. Приемник — это металлический стержень с шариком или петлей на конце, служащий для соединения внутренней обкладки банки с кондуктором электрической машины. Укрепить его в банке можно путем широкого кольца, сделанного на противоположном конце стержня. Кольцо это должно плотно входить в банку до самого дна. Можно также свить спираль по внутреннему диаметру банки. Если для банки будет использована бутылка с широким горлом, то стержень укрепляется в пробке, которой закрывается бу­тылка. Стержень должен доходить до дна банки и плотно прижиматься к станиолю. Чтобы не поцарапать и не про­рвать внутреннюю обкладку банки, на конце стержня также надо сделать маленькое колечко, могущее пройти через горло бутылки. Если горло бутылки не позволит вам оклеить ее внутренность, то внутреннюю обкладку банки заменит налитая в нее вода с небольшим добавлением соли. Уровень воды должен соответствовать уровню внешней обкладки. Можно в бутылку насыпать дроби до такого же уровня.
Батарея из лейденских банок изготовляется просто. Все приемники банок соединяются между собой голым медным проводом, а банки устанавливаются на доску, оклеенную ста­ниолем. Такая батарея будет накапливать электричества в четыре раза больше, чем одна банка.
Емкость у банки, сделанной по классической технологии (на стеклянной основе) очень мала — пико или нано. Потому что стекло ужасно толстое, а площадь обкладок — скромная. Главное свойство банки в роли конденсатора — это очень высокое напряжение пробоя. Для красивой искры как раз требуется именно высокое напряжение, а не емкость. От емкости зависит только длительность искры во времени — а ее на глаз все равно не различишь никак.

Относительно напряжения. В воздухе пробой происходит при зазоре в 1 мм на каждый киловольт. Ваше напряжение, таким образом, позволит получить искру только 2 мм длиной. Между тем, стекло самой банки изолирует намного лучше, чем воздух, и Вы можете зарядить банку в десятки раз выше.
Емкость такой банки идет в пико или наноФарадах но нам много и не нужно.