阿姆斯特朗效应

来自维基百科，免费百科全书 流体摩擦产生静电 阿姆斯特朗水电机 阿姆斯特朗效应是流体摩擦产生静电的物理过程。它于 1840 年首次被发现，当时锅炉中逸出的蒸汽将水滴扫出而产生电火花。该效应以威廉·阿姆斯特朗命名，威廉·阿姆斯特朗后来成为第一代阿姆斯特朗男爵，他是参与发现该效应并调查相关过程的几位人士之一。 [1] 利用这一原理，阿姆斯特朗继续发明了他所谓的阿姆斯特朗水力发电机，尽管它的名字如此，但它产生的是静电而不是水力发电。发现 [ 编辑 ] 在英格兰北部泰恩河畔纽卡斯尔附近的塞格希尔，克拉姆林厄姆煤矿铁路有一台 28 马力（21 千瓦）的卷绕发动机来牵引运煤车。 1840 年 9 月，发动机驾驶员帕特森注意到安全阀旁边有轻微的蒸汽泄漏。由于担心锅炉压力太高，他把手伸进冷却的蒸汽云中以释放阀门，当他触摸它时，手指感到刺痛。他看不清发生了什么，所以他最初以为自己撞到了手指。然而，在接下来的几天里，他做了一些简单的实验，最终告诉了他的同事，他们也经历了同样的现象。帕特森随后发现，通过将手指慢慢移向阀门，他可以看到火花。这件事通过口口相传，一种理论认为锅炉有爆炸的危险，因为锅炉外部的火不知何故渗透到内部。发动机的制造商认为它是安全的，但告诉了两位同事休·帕丁森和亨利·史密斯，他们发现，如果将金属铲放在蒸汽中并将小刀刀片放在阀门附近，则效果会增加，产生 3 ⁄ 8 英寸（10 毫米）的火花。 [2] 阿姆斯特朗当时是一名对科学和工程感兴趣的律师，他参与其中，并写信给迈克尔·法拉第谈论帕特森：“他对出现的明亮火花感到非常惊讶，火花从杠杆和他的手之间穿过，并伴随着他手臂的剧烈扭动，这完全不同于他以前经历过的任何事情”。 [ 2 ] [ 3 ] 法拉第回复说，他无法确定这种影响是由于蒸发还是有某种化学原因，并建议可以进行进一步的实验。法拉第在伦敦和爱丁堡哲学杂志上发表了这些信件以及帕丁森的一封信。接下来是一封很长的书信往来。到 1840 年 11 月，阿姆斯特朗成功地产生了 2 英寸（50 毫米）的火花，并确定火花是在蒸汽释放到大气中的地方产生的，而不是从锅炉的更深处产生的。在此期间，帕丁森曾产生过 4 英寸（100 毫米）的火花，但随后退出了调查。后来人们意识到，亚历山德罗·沃尔塔（Alessandro Volta）实际上很早就观察到了这种效应，他记录了炽热的煤渣落入金属锅中的水中时会产生电干扰。 [ 2 ] 技术的发展 - 阿姆斯特朗水力发电机 [ 编辑 ] 阿姆斯特朗在 1842 年继续他的工作，发现压缩空气而不是蒸汽具有类似的效果，并建造了一个带有专门设计的摩擦喷嘴的“蒸发装置”，能够产生 12 英寸（300 毫米）的火花。尽管法拉第发现向水中添加松节油会产生负极性，但蒸汽上的电荷是正电荷。 1843 年，阿姆斯特朗在电绝缘腿上设计了全尺寸静电发生器。这些机器配有 46 个蒸汽喷嘴，他将其称为“水力发电机”。一台在伦敦皇家理工学院设立，另一台出口到美国。这些是可怕的机器，发出震耳欲聋的噪音，22 英寸（560 毫米）的火花击晕了一只靠得太近的狗，杀死了一个大个子。在当时，它是最强大的产生静电的方式，并且因没有移动部件而引人注目。 [2] 在纽卡斯尔的 Lit and Phil 举行的示威活动中，人群太多，阿姆斯特朗无法从门进入，只能从窗户爬进去，这需要两个梯子。 [2][3]由于他的努力，在法拉第和查尔斯·惠斯通的推荐下，他于 1846 年被选为英国皇家学会会员。继续他的科学和工程兴趣，他后来成为水利工程、军用火炮和发电领域的主要实业家。 [2] 实际应用 [编辑] 82岁时，阿姆斯特朗重新恢复了对静电学的兴趣。 [1]此时，威姆斯赫斯特机器已经发明，阿姆斯特朗证实这就是