ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΗ Wimshurst 28cm

Η μηχανή Wimshurst είναι μια ηλεκτροστατική γεννήτρια, για την παραγωγή υψηλής τάσης που αναπτύχθηκε μεταξύ 1880 και 1883 από το Βρετανό εφευρέτη James Wimshurst (1832-1903). Οι μηχανές αυτές, ανήκουν σε μια κατηγορία ηλεκτροστατικών γεννητριών που ονομάζονται μηχανές επαγωγής, καθώς διαχωρίζουν τα ηλεκτρικά φορτία μέσω ηλεκτροστατικής επαγωγής και δεν εξαρτώνται από την τριβή για τη λειτουργία τους. Νωρίτερα, μηχανές αυτής της κατηγορίας, αναπτύχθηκαν από τον Wilhelm Holtz (1865 και 1867), τον August Toepler (1865), J. Robert Voss (1880) και άλλους. Οι παλαιότερες μηχανές, ήταν λιγότερο αποτελεσματικές και παρουσίαζαν μια απρόβλεπτη τάση να αντιστρέφουν την πολικότητα τους, ελάττωμα που δεν έχει η μηχανή Wimshurst.

Η μηχανή Wimshurst ξεκινά με ένα μικρό ηλεκτρικό φορτίο που βρίσκεται στα αγώγιμα φύλλα σε ένα από τους δύο δίσκους. Το φορτίο αυτό, προέρχεται γενικά από το περιβάλλον με αποτέλεσμα οι δίσκοι να μην είναι εντελώς ουδέτεροι. Αν δεν υπάρχει κάποιο αρχικό φορτίο, η μηχανή δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει, δεδομένου ότι χρειάζεται φορτίο για να επαχθεί φορτίο. Το φορτίο αυτό μπορεί να είναι είτε θετικό είτε αρνητικό. Για τους σκοπούς της περιγραφής, ας υποθέσουμε ότι το φορτίο του πίσω δίσκου είναι αρνητικό.
Καθώς ο τροχός περιστρέφεται, το αρνητικό φορτίο θα κινηθεί προς τη θέση της βούρτσας του εμπρός δίσκου. Όταν ευθυγραμμιστεί με αυτή τη βούρτσα, θα επάγει ένα θετικό φορτίο στα αγώγιμα φύλλα ακριβώς απέναντι στον εμπρός δίσκο. Αυτό το θετικό φορτίο, με τη σειρά του, θα προκαλέσει ένα αρνητικό φορτίο που θα εμφανιστεί στον εμπρός δίσκο στο άλλο άκρο της βούρτσας. Καθώς οι δίσκοι συνεχίζουν να περιστρέφονται, το αρχικό αρνητικό φορτίο θα φτάσει στη βούρτσα συλλογής φορτίου και θα αποθηκευτεί στον πυκνωτή. Παράλληλα, τα θετικά και αρνητικά φορτία στον εμπρός δίσκο θα περιστρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Όταν ευθυγραμμιστούν με το βραχίωνα του πίσω δίσκου, θα προκαλέσουν ένα θετικό και αρνητικό φορτίο στα αγώγιμα φύλλα απέναντι τους.

Αυτά τα νέα φορτία, θα περιστραφούν μέχρι να ευθυγραμμιστούν με το βραχίωνα του πίσω δίσκου της Wimshurst, προκαλώντας περισσότερα φορτία, ενώ τα υπόλοιπα θα φτάσουν στη βούρτσα συλλογής φορτίου και θα αποθηκευτούν στον πυκνωτή.

Αυτός ο κύκλος συνεχίζεται, με όλο και περισσότερα επαγώμενα φορτία που στη συνέχεια αποθηκεύονται. Όταν στις μεταλλικές σφαίρες του εκκενωτή συσσωρευτεί αρκετή ποσότητα αντίθετων ηλεκτρικών φορτίων, η διαφορά δυναμικού σ’ αυτές γίνεται αρκετά μεγάλη, εκατοντάδων χιλιάδων βολτ τότε παράγεται ηλεκτρικός σπινθήρας. Στη συνέχεια, το σύνολο του κύκλου επαναλαμβάνεται.