Kogud

Millised on Coulombi seaduse rakendused?

Millised on Coulombi seaduse rakendused?

Vahemere ümbruses elanud iidsed rahvad teadsid, et kui nad hõõruksid merevaigust varda kassi karusnahale, meelitaks varras kergeid esemeid, näiteks sulgi. Vanad kreeklased teadsid, et teatud mineraalid, näiteks magnetiit, olid magnetilised.

SEOTUD: MITTE TRANZISTORIT enam: MOORE'i ÕIGUSE LÕPP

Aastal 1600 eristas inglise teadlane William Gilbert magnetismi staatilisest elektrist ja nimetas staatilise elektri jõu electricus kreekakeelsest sõnast "merevaik".

Alles 1767. aastal, kui inglise teadlane Joseph Priestley tegi ametliku ettepaneku, et kahe laetud objekti vaheline elektrijõud vähenes nende vahelise kauguse ruuduga. Priestley on peamiselt tuntud kui hapnikuelemendi avastaja ja gaseeritud vee leiutamise eest. Niisiis, kui järgmine kord koksi rüüpate, kallutage müts Joseph Priestley poole.

Aastal 1785 avaldas prantsuse füüsik Charles-Augustin de Coulomb kolm tööd elektri ja magnetismi kohta, milles kirjeldas elektrostaatilist jõudu. Seadust on hakatud nimetama Coulombi seaduseks ja seal on öeldud:
1. Nagu laengud tõrjuvad üksteist ja erinevalt laengud meelitavad üksteist.
2. Atraktsioon või tõrjumine toimib kahe laengu vahel.
3. Jõu suurus on otseselt proportsionaalne laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga.

Võrrandi skalaarne vorm on:

Kus ke on Coulombi konstant, q1 ja q2 on laengute märgitud suurused ja skalaar r on laengute vaheline kaugus. Jõudu mõõdetakse njuutonites, laengut kulonites ja kaugust meetrites.

Üllataval kombel on elektrostaatilise jõu pöördväljaga käitumine identne gravitatsiooniga, nagu on kirjeldatud Isaac Newtoni universaalse gravitatsiooni seaduses.

Haloid saab Xeroxiks

Kiiresti edasi aastasse 1938 ja patendivolinik nimega Chester Carlson, kes töötas New Yorgis USA patendiametis. Carlson pidi koopiad tegema suure hulga paberitega, kuid tema käed olid artriidid. Öösel oma köögis nokitsedes tegi ta esimese koopiamasina.

SEOTUD: 11 kõige olulisemat, kuid siiski alahinnatud arvutusleiutist

Aastatel 1939–1944 üritas Carlson oma leiutist turustada enam kui 20 ettevõttele, sealhulgas IBMile ja General Electricule, ja nad kõik lükkasid ta tagasi, viidates vajadusele koopiamasina järele. Lõpuks, 1947. aastal, sai New Yorgi fotopaberi tootja Haloid Corporation litsentsi Carlsoni leiutisel põhineva koopiamasina väljatöötamiseks.

Nad pidasid nõu klassikaliste keelte professoriga, kes mõtles kreeka sõnadest välja nime "kserograafia" nullid kuivaks ja graafikud kirjutamiseks ja Haloid Corporationist sai Xerox Corporation.

Koopiaid teeb elektrostaatiline protsess. See kasutab seleeniga kaetud alumiiniumtrumlit, kuna seleenil on huvitav omadus - pimedas olles on see isolaator ja valguse käes juht.

Kserograafiaprotsessi esimeses etapis indutseeritakse positiivse laenguga seleeni õhukese kihi all negatiivne laeng.

Seejärel eksponeeritakse kopeeritava pildi jaoks trumli pind ja seal, kus pilt on hele, neutraliseeritakse positiivne laeng ning kus pilt on tume, jääb positiivne laeng alles. Pilt on nüüd trumlisse üle kantud.

Seejärel piserdatakse kuiva musta pulbrit, mida nimetatakse tooneriks, negatiivse laenguga, mida tõmbavad trumli positiivsed alad.

Tühjale paberile antakse suurem positiivne laeng kui trumlil, nii et see tõmbab tooneri trumlist välja ning lõpuks lastakse paber ja tooner läbi kuumutatud rullide, mis sulavad ja kleepivad tooneri püsivalt paberile.

Laserprinterites skannitakse laserkiirt üle fotojuhtiva trumli, mis jätab positiivselt laetud pildi, seejärel on järgmised sammud samad, mis kserograafias. Kuna laservalgust saab väga täpselt juhtida, suudavad laserprinterid toota väga kvaliteetseid pilte.

Elektrostaatilist protsessi kasutatakse ka tindiprinterites, kus otsik piserdab pisikesi tindipiiskasid, millele seejärel antakse elektrostaatiline laeng. Tilgad suunatakse laetud plaatide paaride abil ning need moodustavad paberile tähed ja pildid. Värvilistes tindiprinterites kasutatakse musta, tsüaani, magenta ja kollast värvi düüse.

Pulbervärvimine, see pole mõeldud ainult mootorratastele

Elektrostaatilise protsessi teine ​​kasutusala on elektrostaatiline värvimine või katmine, tuntud ka kui "pulbervärvimine". Protsessis kasutatakse kõrgepinge elektrostaatilist laengut, mis rakendatakse nii kattekihile kui ka pihustusmehhanismile.

Kas pulbriliste osakeste või pihustatud vedeliku katet kiirendatakse tooriku suunas võimsa elektrostaatilise laengu abil. Katte iooniline side esemega loob ühtlase katte, mis kleepub ülihästi.

Enne nende kõigi koos kõvenemist võib kasutada mitut pulbervärvi ja see võimaldab värvide segunemist ja verejooksu, mis annavad eriefekte. Sel põhjusel armastavad pulbervärvimist mootorrattahuvilised kogu maailmas.


Vaata videot: Coulombs Law. Electrostatics. Electrical engineering. Khan Academy (Jaanuar 2022).