Что такое лейденская банка. Как была изобретена лейденская банка. Из чего состоит лейденская банка. Как работает лейденская банка. Для чего использовалась лейденская банка. Какое значение имела лейденская банка для развития науки об электричестве.
История изобретения лейденской банки
Лейденская банка была изобретена в середине 18 века независимо друг от друга несколькими учеными. Основными изобретателями считаются:
- Эвальд Георг фон Клейст — немецкий физик, который создал первый прототип в 1745 году
- Питер ван Мушенбрук — нидерландский физик, который усовершенствовал конструкцию в 1746 году в Лейденском университете
Название «лейденская банка» прибор получил по месту своего создания — городу Лейден в Нидерландах. Это изобретение стало важным этапом в изучении электричества, так как впервые позволило накапливать и хранить электрический заряд.
Устройство и принцип работы лейденской банки
Что представляет собой лейденская банка? Это первый электрический конденсатор, состоящий из следующих основных частей:
- Стеклянная банка или сосуд
- Металлическая фольга на внутренней и внешней поверхности
- Металлический стержень, проходящий через пробку
Как работает лейденская банка? Принцип ее действия основан на накоплении противоположных зарядов на внутренней и внешней обкладках, разделенных диэлектриком — стеклом. При подключении к источнику электричества заряды накапливаются и сохраняются до разрядки.
Эксперименты и открытия с использованием лейденской банки
Лейденская банка позволила ученым проводить многочисленные эксперименты с электричеством. Какие важные открытия были сделаны с ее помощью?
- Бенджамин Франклин доказал электрическую природу молнии
- Алессандро Вольта изучал электрическую емкость
- Луиджи Гальвани исследовал «животное электричество»
Эти эксперименты заложили основу современной электротехники и электроники.
Применение лейденской банки в науке и технике
Где использовалась лейденская банка? Основные области ее применения:
- Проведение научных исследований электричества
- Демонстрация электрических явлений на публичных лекциях
- Медицинские эксперименты по воздействию электричества на организм
- Создание первых электрических устройств (электрофор, электрометр)
Лейденская банка стала прообразом современных конденсаторов, используемых в электронике.
Усовершенствование конструкции лейденской банки
Как менялась конструкция лейденской банки со временем? Основные этапы ее развития:
- Первые образцы содержали воду внутри стеклянного сосуда
- Вода была заменена металлической фольгой на внутренней поверхности
- Добавлена внешняя металлическая обкладка
- Использование специальных сортов стекла для лучшей изоляции
- Создание батарей из нескольких соединенных банок для увеличения емкости
Эти усовершенствования позволили повысить эффективность накопления заряда.
Значение лейденской банки для развития науки об электричестве
Какую роль сыграла лейденская банка в истории науки? Ее изобретение имело огромное значение:
- Впервые появилась возможность накапливать и хранить электрический заряд
- Стало возможным проводить систематические исследования электричества
- Были открыты многие фундаментальные свойства электрических явлений
- Заложены основы для создания электрических приборов и устройств
- Возник интерес к изучению электричества среди широкого круга ученых
Лейденская банка стала важным этапом на пути к современной электротехнике и электронике.
Интересные факты о лейденской банке
Какие любопытные факты связаны с историей лейденской банки?
- Первый удар током от лейденской банки Мушенбрук описал как «ужасный»
- Банки часто демонстрировали на публичных лекциях, пропуская разряд через цепочку людей
- Бенджамин Франклин едва не погиб, проводя опыт с молнией и лейденской банкой
- В 18 веке «электрические поцелуи» с использованием банки были популярным развлечением
- Лейденские банки применялись в медицине для лечения различных болезней «электротерапией»
Эти факты показывают, какой интерес и ажиотаж вызывало новое изобретение в научных кругах и обществе.
Принцип работы современных конденсаторов
Современные конденсаторы работают по тому же базовому принципу, что и лейденская банка. В чем заключается этот принцип?
- Наличие двух проводящих обкладок
- Разделение обкладок диэлектриком
- Накопление противоположных зарядов на обкладках
- Способность хранить электрический заряд
- Быстрая отдача накопленного заряда при замыкании цепи
Таким образом, лейденская банка заложила фундаментальные основы работы конденсаторов, которые широко применяются в современной электронике.
Расчет емкости лейденской банки
Как рассчитать емкость лейденской банки? Для приблизительного расчета используется формула плоского конденсатора:
C = εε₀S/d
Где:
- C — емкость конденсатора
- ε — диэлектрическая проницаемость стекла
- ε₀ — электрическая постоянная
- S — площадь обкладок
- d — толщина стекла между обкладками
Емкость лейденской банки обычно составляла от нескольких сотен до нескольких тысяч пикофарад.
Сравнение лейденской банки и современных конденсаторов
В чем основные отличия лейденской банки от современных конденсаторов?
| Параметр | Лейденская банка | Современный конденсатор |
|---|---|---|
| Емкость | Небольшая (до 15000 пФ) | От пикофарад до фарад |
| Размер | Крупный | Миниатюрный |
| Рабочее напряжение | До десятков кВ | От вольт до киловольт |
| Диэлектрик | Стекло | Керамика, пленка, электролит |
| Обкладки | Металлическая фольга | Металлические пластины или пленка |
Современные конденсаторы намного компактнее и эффективнее, но принцип их работы остался тем же.
Лейденская банка
- Вы здесь:
- Энциклопедия
- Л
- Категория: Л
ЛЕЙДЕНСКАЯ БАНКА, конденсатор цилиндрической формы постоянной емкости; состоит из цилиндрического стеклянного сосуда (банки), внутренняя и наружная поверхности которого покрыты фольгой (обкладки конденсатора), не доходящей до отверстия банки приблизительно на 1/4 высоты (фиг. 1). Металлический стержень, проходящий через горло банки, соприкасается с внутренней обкладкой банки при посредстве гибкой проволоки или цепочки.
Шарик, которым заканчивается стержень, является одним из полюсов конденсатора; наружная обкладка — другой его полюс. Емкость лейденской банки может быть приближенно вычислена по общей формуле технических конденсаторов:
где ε — диэлектрическая постоянная стекла, S — средняя величина (в см2) поверхностей обкладок, d — средняя толщина (в см) стенки, или, лучше, по специальной формуле (для цилиндрических конденсаторов):
где I — длина лейденской банки, а r — внутренний радиус ее; предполагается, что l > r > d. Емкость лейденской банки незначительна — не больше 15000 см. Для получения больших емкостей лейденские банки соединяются в батареи. Лейденской банки в состоянии выдержать значительную разность потенциалов на своих обкладках — порядка нескольких десятков тысяч вольт (V). Недостаток лейденской банки: незначительная емкость, при сравнительно больших размерах занимаемого места, и хрупкость.
Лейденская банка была изобретена в 1745 году в г.
Лейдене (отсюда ее название). Долгое время она была очень распространенной формой конденсаторов. В настоящее время на промышленных установках лейденские банки в своем первоначальном виде употребляется сравнительно редко.
Промышленной формой лейденских банок являются лейденские банки фирмы Шотт, выработавшей специальное стекло (минос) с минимальными потерями и конденсатор Мосцицкого (фиг. 2). Последний изготовляется в виде длинных банок небольшого диаметра из специальных сортов стекла с малыми диэлектрическими потерями. Обкладки — серебряные, гальванически покрытые слоем меди для лучшего прилегания обкладок к стеклу. В отверстии банки укреплен фарфоровый изолятор, сквозь который проходит стержень, соприкасающийся с внутренней обкладкой. Конденсатор устанавливается в защитном металлическом сосуде, причем пространство между наружной обкладкой конденсатора, и стенкой защитного сосуда заполняется охлаждающей жидкостью.
Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия.
Том 11 — 1930 г.
- Назад
- Вперед
Лейденская банка — Техножук
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.
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. Изготовление лейденских банок и батареи из них показано на рис. 5 а и б.
Рис. 5. Лейденские банки и их соединение в батареи.
а—лейденские банки, б— батарея из лейденских банок, в—разрядник.
Лейденские банки – 1745 – Магнитная академия
Поскольку они могли хранить значительное количество заряда, лейденские банки позволяли ученым экспериментировать с электричеством так, как никогда раньше.
Добывать и хранить электричество сложнее, чем ловить светлячков, но и то, и другое часто связано с использованием банок! Первым изобретённым устройством, которое могло приобретать электрический заряд и хранить его до тех пор, пока ученый не захочет использовать его для эксперимента или демонстрации, была лейденская банка.
Названная в честь одного из университетов (Лейденский университет), в котором она была впервые использована для исследований, лейденская банка была разработана самостоятельно в середине 18 века Э. Георг фон Клейст в Германии и Питер ван Мусшенбрук в Нидерландах.
Лейденские банки со временем превратились в более сложные и эффективные устройства, но самые ранние версии были очень простыми. Они состояли из стеклянных колпаков, покрытых металлической фольгой на внутренней и внешней поверхностях. Банки были наполнены водой (а иногда и пивом!) и имели пробку с протянутой через нее проволокой. Свободный конец провода позволял подключить устройство к электростатическому генератору, который служил быстрым и простым источником электричества. Несколько более продвинутая модель, показанная здесь, имеет внешнюю металлическую сферу, соединенную с внутренней частью лейденской банки латунным стержнем, оканчивающимся цепью, а не простым проводом.
Сначала люди думали, что жидкость в лейденской банке хранит электричество, но путем экспериментов ученые обнаружили, что вода не нужна.
Более поздние модели были пустыми, но все же работали, ведь основное требование к функционирующей лейденской банке — наличие двух проводников, разделенных изолятором. Обычно два слоя металлической фольги служат проводниками в лейденской банке, а стекло является изолятором, поэтому в воде (также проводнике) не было необходимости. При использовании с электростатическим генератором заряд перетекает от генератора к металлической сфере или другому свинцу в лейденской банке и накапливается во внутреннем слое проводящей фольги, поскольку он блокируется от дальнейшего движения изоляционным стеклом. В то же время внешний слой фольги создает противоположный заряд от земли, потому что положительно заряженные частицы притягиваются к отрицательным частицам, скапливающимся внутри банки. До тех пор, пока каким-либо образом не будут освобождены, равные, но противоположные заряды на противоположных сторонах лейденской банки остаются на месте.
Чтобы высвободить электричество в лейденской банке, необходимо обеспечить путь, по которому может перемещаться накопленный заряд.
Для этого можно использовать проволоку, прут или даже человеческую руку. На самом деле, в одной из любимых электрических демонстраций Бенджамина Франклина участвовало множество людей, стоящих в кругу и держащихся за руки. Одного просили коснуться верха заряженной лейденской банки, а человека в конце цепочки просили коснуться дна той же банки свободной рукой. Электричество прошло через каждого члена группы, и каждый почувствовал сопутствующий шок. Такие демонстрации были довольно опасны, но тем не менее пользовались популярностью.
В качестве первых конденсаторов лейденские банки можно было использовать и в более практических целях. Знания о банках быстро распространились по лабораториям по всему миру, что способствовало большему количеству исследований в области электротехники, чем это было возможно. Это исследование также стало мобильным: благодаря «электричеству в бутылке» ученые могли проводить свои электрические эксперименты на улице и в дороге. Позже конденсаторы служили важными компонентами в электронике, такой как свет и радио.
Больше историй
Осциллограф – 1897
Иконоскоп – 1923
Мост Уитстона – 1843
- Инженерное дело
- Физика
Лейденская банка Определение и значение
- Основные определения
- Викторина
- Примеры
- Британский
- Научный
Показывает уровень сложности слова.
Спаси это слово!
Показывает уровень сложности слова.
сущ. Электричество.
Устройство для накопления электрического заряда, состоящее в основном из стеклянного сосуда, выстланного изнутри и снаружи примерно на две трети его высоты фольгой.
ВИКТОРИНА
МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ ОТВЕЧАТЬ НА ЭТИ ОБЫЧНЫЕ ГРАММАТИЧЕСКИЕ СПОРЫ?
Есть грамматические дебаты, которые никогда не умирают; и те, которые выделены в вопросах этой викторины, наверняка снова всех разозлят.
Знаете ли вы, как отвечать на вопросы, которые вызывают самые ожесточенные споры по грамматике?
Вопрос 1 из 7
Какое предложение правильное?
Происхождение лейденской банки
Впервые зафиксировано в 1815–1825 гг.; назван так потому, что изобретен в Лейдене
Слова поблизости Лейденская банка
lex non scripta, lex scripta, lex talionis, ley, Leyden, Leyden jar, Leydig cell, ley farming, Leyland, Leyland cypress, leylandii
Dictionary.com Unabridged На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc., 2023
Как использовать лейденскую банку в предложении
Разряд лейденской банки или другого конденсатора создает эфирные волны со скоростью света.
Physics|Willis Eugene Tower
Лейденскую банку следует заряжать при использовании прибора.
Трактат о метеорологических приборах | Генри Негретти
Эти пластины соединены с внутренним покрытием лейденской банки и называются притягивающими пластинами.
Трактат о метеорологических приборах|Генри Негретти
Весь инструмент заключен в металлическую клетку для защиты стеклянной лейденской банки и тонкой иглы.
Трактат о метеорологических приборах|Генри Негретти
Он считал, что электричество в бутылке или лейденской банке — это то же самое, что и молния, которую мы видим во время грозы.
Американская история для начинающих|D. H. Montgomery
Определения лейденской банки 9 из Британского словаря0070
Лейденская банка
сущ.
физика ранний тип конденсатора, состоящий из стеклянной банки, нижняя часть которой внутри и снаружи покрыта оловянной фольгой
Английский словарь Коллинза — полное и полное цифровое издание 2012 г. © William Collins Sons & Co. Ltd., 1979, 1986 © HarperCollins Издатели 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012
Научные определения лейденской банки
Лейденская банка
[ лид’н ]
Первое устройство для накопления электрического заряда, работающее по тому же принципу, что и современный конденсатор.
