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萊頓瓶

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'''萊頓瓶'''(英語:Leyden Jars,或稱萊頓罐),是一種古老的電氣組件 ,用於在 [[ 玻璃 ]] 罐內外的電導體之間存儲 高壓電荷- 來自外部電源 的高壓電荷 。構造通常由一個玻璃瓶和一個 [[ 金屬 ]] 端子組成,該玻璃瓶的內外表面都有金屬箔,金屬端子垂直伸出瓶蓋,與內箔接觸,是 [[ 電容器 ]] 的原始形式<ref>[https://kknews.cc/tech/k9x2lr.html 改變世界的科技—萊頓瓶]每日頭條</ref>。
==概述==
'''萊頓瓶'''被用來進行許多早期的電學實驗,它的發現對於 [[ 靜電 ]] 學研究具有根本的重要性,是積累和保存大量電荷的第一種方法,克服了對早期導電研究的重大限制。至今,萊頓瓶仍在 [[ 教育 ]] 中用於證明靜電原理。發明人是 [[ 德國 ]] 教士埃瓦爾德·喬治·馮·克萊斯特(Ewald Georg von Kleist)於1745年10月11日和荷蘭 (Leyden) 科學家 萊頓(Leyden)的 彼得·範·穆申布羅克( Pieter van Musschenbroek )在1745–1746年獨立做出的發現, 因在萊頓城發表,故 以發明地 命名稱為 萊頓 城命名
==歷史記錄==
[[ 希臘 ]] 人早已知道, [[ 琥珀 ]] 碎片在被摩擦後會吸引輕質顆粒。琥珀色的希臘詞是ἤλεκτρον(“ēlektron”),是“ [[ 電力 ]] ”一詞的起源。琥珀由於摩擦電效應而帶電 ,[a] 電介質中電荷的 [[ 機械 ]] 分離。
萊頓瓶 是由兩方 有效地獨立發現 來自於兩方 :第一位發現者是德國執事埃瓦爾德·格奧爾格·馮·克萊斯特 ,荷蘭科學家彼得·範 ·穆申布羅克和安德烈亞斯·庫納烏斯則認為只有拿在手裡 ,它 才能發揮作用。1650年左右,奧托·馮·格里克(Otto von Guericke)建造了一個粗靜電發生器 :一個在軸上旋轉的 [[ 硫磺 ]] 球。 當Guericke把手握在球上並快速轉動桿身時,會產生靜電荷。這個實驗激發了多種形式的“摩擦機器”的發展, 對電力的研究 產生 極大 幫助。
它首先用於靜電實驗,後來用於高壓設備,例如火花隙[[無線電]]發射器和電療機。萊頓 廣口瓶 設計 一種 高壓設備 的應用 ;據估 計, 早期的萊頓 最多可以充電到20,000至60,000伏。中心桿電極的末端有一個金屬球,可防止電暈放電 使電荷洩漏到 [[ 空氣 ]] 。它首先用於靜電實驗,後來用於高壓設備,例如火花隙無線電發射器和電療機
===馮·克萊斯特===
埃瓦爾德·喬治·馮·克萊斯特(Ewald Georg von Kleist)在將 [[ 電視 ]] [[ 液體 ]] 的理論下工作時,發現了萊頓廣口瓶的巨大儲存能力,並希望裝有 [[ 酒精 ]] 的玻璃廣口瓶能夠“捕獲”這種液體。他是波美拉尼亞卡明大教堂的執事 ,具傳教士的身份,然而卻在電力領域創造了傳奇 。1745年10月,馮·克萊斯特(von Kleist)試圖在裝滿酒精的小藥瓶中蓄電,並在木塞中插入釘子。 當時 他正 在跟進 喬治·馬蒂亞斯·玻色 ( Georg Matthias Bose)進行 一項實驗,該實驗通過 [[ ]] 輸送電能以點燃酒精。 他試圖用懸掛在摩擦機上方的大型導體 (由Bose (Bose 發明)給瓶子充電。
克萊斯特堅信可以收集大量電荷並將其保持在玻璃中,他知道這將為“流體”的逃逸提供障礙。 當他不小心用軟木塞碰了釘子,而另一隻手仍在握著瓶子時,他從設備上受到了很大的震動。 在1745年11月至1746年3月的數封信中,他用至少幾封信將其結果傳達給了至少五位不同的 [[ 電子 ]] 實驗人員,但直到1746年4月,他才收到有關他們重複了他的結果的任何確認。丹尼爾·格拉拉斯(Daniel Gralath)了解了克萊斯特的看到1745年11月寫給Paul Swietlicki的信進行的實驗。在格拉拉特(Gralath)於1745年12月首次嘗試複製該實驗失敗後,他寫信給克萊斯特(Kleist),以獲取更多信息 並被告知,如果試管半滿,實驗會更好與酒精一起使用)。 Gralath(與Gottfried Reyger合作)於1746年3月5日成功獲得了預期的效果,一隻手拿 ​​ 著一個裝有釘子的小玻璃藥瓶,將其靠近靜電發生器,然後另一隻手移動靠近 [[ 指甲 ]] 。克萊斯特不明白他用雙手握著瓶子的重要性,並且當他和他的同事都被告知 震驚 會把他們扔到整個房間時 感到震驚 ,他和他的同事都不願拿著這個裝置 。 Kleist 。Kleist 在萊登(Leyden)的學生助手花了一些時間才弄清楚 這隻 不可 少的元素。
===Musschenbroek和Cunaeus===
萊頓瓶的發明早已歸功於萊頓大學的物理學教授Pieter van Musschenbroek ,他還經營著一家鑄造黃銅大砲的鑄造廠,以及一家小企業 ( De (De Oosterse Lamp–“ Eastern Lamp”),適用於大學新 [[ 物理 ]] 課程和熱衷於建立自己的好奇心和儀器“櫃子”的 [[ 科學 ]] 紳士的醫療儀器 。
像克萊斯特(Kleist)一樣,穆申布羅克(Musschenbroek)也對嘗試重複玻色(Bose)的實驗感興趣。在這段時間裡, [[ 律師 ]] 安德烈亞斯·庫納烏斯(Andreas Cunaeus)通過參觀Musschenbroek的實驗室來了解 這一實驗 ,庫納烏斯試圖用家用物品在家中 復制該實驗。 使用一杯啤酒 , [ 需要引用 ]庫納烏斯無法使其工作。庫納烏斯是第一個發現實驗裝置可能會給人帶來嚴重震動的人,他在給罐子充電時握住他的罐子而不是將其放在絕緣的架子上,沒有意識到這是標準做法,因此使他自己電路的一部分。 他向Musschenbroek的同事Allamand報告了他的程序和經驗。Allamand和Musschenbroek也受到了嚴重的震驚。 Musschenbroek在1746年1月20日給RenéAntoine Ferchault deRéaumur的一封信中傳達了 複製 該實驗 , RenéAntoine Ferchault deRéaumur是Musschenbroek在巴黎學院的指定通訊員。 阿貝·諾萊特(AbbéNollet)閱讀了這份報告,確認了實驗,然後在1746年4月於巴黎學院的一次公開會議上閱讀了穆申布魯克的信<ref>[https://books.google.com/books?id=UlTLRUn1sy8C&pg=PA313&hl=en 17和18世紀的電:對現代近代物理學的研究 。]加州大學出版社</ref>(從拉丁語譯成法語)。Musschenbroek在法國出售其公司“櫃子”設備的商店是AbbéNollet(他於1735年開始製造和銷售重複的樂器)。 然後,諾列特給蓄電裝置起了個名字“萊頓罐”,並將其作為特殊類型的燒瓶推廣到他富有科學好奇心的富人市場。 因此,“克萊斯特罐”(Kleistian jar)被推廣為萊頓罐 ( Leyden jar) ,並被皮特·範 ·穆申布羅克( Pieter van Musschenbroek)和他的熟人安德烈亞斯·庫納烏斯(Andreas Cunaeus)發現。 然而,Musschenbroek從未聲稱自己是發明的,並且有些人認為提到庫納烏斯只是為了減少對他的信任
=== 進一步 當代最令人震撼 的發 === 在Musschenbroek報告如何 庫納烏斯無法使其工作。庫納烏斯是第一個發現實驗裝置 靠地創建Leyden罐子 能會給人帶來震撼 幾個月後 在給瓶子充 氣研究人員正 時,握住他的瓶子而不是將其放 製作和試驗 絕緣的架子上,沒有意識到這是標準做法,因此使他 自己 的Leyden瓶子。 成為電路的 項興趣是看是否可以增加總費用 部分 約翰·海因里希·溫克勒 ( Johann Heinrich Winckler)在1746年5月29日給皇家學會 他向Musschenbroek 一封信中 同事Allamand 報告了他 第一次使用萊頓罐 第一次 程序和 歷,他 驗。Allamand和Musschenbroek也受到了極大的震驚。Musschenbroek 在1746 年7月28 年1月20 給RenéAntoine Ferchault deRéaumur的 種靜電電池將三個萊頓罐連接 封信中傳達了該實驗, RenéAntoine Ferchault deRéaumur是Musschenbroek 一起 巴黎學院的指定通訊員 丹尼爾 阿貝 · 格拉斯(Daniel Gralath 諾萊特(AbbéNollet 在1747年 閱讀了這份報告 他在1746年進行 確認 將兩個或三個罐子串聯的 實驗 。1748年 班傑明·富蘭 然後在1746年4月於巴黎學院的一次公開會議上閱讀了穆申布魯 的信 Benjamin Franklin 從拉丁語譯成法語 開發了一個系統,該系統包括11塊玻璃板,每側粘貼有薄鉛板,然後將它們連接在一起<ref>[https://read01books.google.com/2zzyoL.html#.XrYvqEQza70 萊頓瓶的神奇表演]壹讀</ref>。 他在1749年關於他的電氣研究的一封信中使用“電池”一詞描述了他 books?id=UlTLRUn1sy8C&pg=PA313&hl=en 17和18世紀 靜電 池。富蘭克林 “ 電池 ”一詞的選擇很可能是受其信結尾處幽默的文字遊戲啟發 現代近代物理學 ,他在其中寫過關於用一連串槍向電氣 研究 人員致敬的文章。 這是“ 電池 ”一詞的首次記錄使用 在1746年至1748年期間,連接Leyden罐子的迅速發展導致在二手文獻中 ]加州大學 現了許多不同的說法,即誰通過串聯或併聯萊頓瓶製造了第一個“電池”,以及誰首先使用“電池”一詞。該術語後來用於多個電化學電池的組合,術語“電池”的現代含義 版社</ref>
從1756 Musschenbroek在法國出售其公司“櫃子”設備的商店是AbbéNollet(他於1735 開始 , 弗朗茲·埃皮努斯 ( Franz Aepinus 製造和銷售重複的樂器 與約翰·威爾克 ( Johan Wilcke)進行了複雜的合作和獨立工作 然後 通過使用空氣而不是玻璃作為 諾列特給蓄 介質,開發 裝置起 一種 個名字 空氣冷凝器 萊頓罐 ”, 這是萊頓啤酒 並將其作為特殊類型的燒 推廣到他富有科學好奇心 一種變體 富人市場 這種沒有玻璃的功能性儀器 因此 對本傑明·富蘭 林(Benjamin Franklin 萊斯特罐”(Kleistian jar 被推廣為 登廣口瓶(Leyden 頓罐 ( Leyden jar) ,並被皮特·範 ·穆申布羅克( Pieter van Musschenbroek)和他的熟人安德烈亞斯·庫納烏斯(Andreas Cunaeus)發現。 然而,Musschenbroek從未聲稱自己是發明 解釋造成了問題 萊昂廣口瓶 並且有些人 認為 裝料位於玻璃中 提到庫納烏斯只是為了減少對他的信任
==進展==在Musschenbroek報告了如何可靠地創建萊頓瓶的幾個月後,其他電氣研究人員正在製作和試驗自己的萊頓瓶。大家感到興趣的是,是否會增加總費用? ===世界首度出現“電池”這個名詞===約翰·海因里希·溫克勒 ( Johann Heinrich Winckler)在1746年5月29日給皇家學會的一封信中報告了他第一次使用萊頓瓶的初次經歷,1746年7月28日他用一種靜電電池,將三個萊頓瓶連接在一起。丹尼爾·格拉斯(Daniel Gralath)在1747年,他在1746年進行了將兩個或三個罐子串聯的實驗 。1748年,班傑明·富蘭克林 ( Benjamin Franklin)則開發了一個系統,包括11塊玻璃板,每側粘貼有薄鉛板,然後將它們連接在一起的實驗<ref>[https://read01.com/2zzyoL.html#.XrYvqEQza70 萊頓瓶的神奇表演]壹讀</ref>。 富蘭克林在兩年後,1749年在關於他的電氣研究的一封信中使用了“電池”一詞,描述了他的靜電[[電池]]的研究。富蘭克林對“ 電池 ”一詞的選擇,很可能是受其信結尾處幽默的文字遊戲所啟發,他在其中寫過關於用一連串槍,向電氣研究人員致敬的文章。 這是“ 電池 ”一詞的首次記錄使用。 在1746年至1748年期間,連接Leyden罐子的迅速發展導致在二手文獻中出現了許多不同的說法,即誰通過串聯或併聯萊頓瓶製造了第一個“電池”,以及誰首先使用“電池”一詞。該術語後來用於多個電化學電池的組合,術語“電池”的現代含義。 從1756年底開始,弗朗茲·埃皮努斯(Franz Aepinus)與約翰·威爾克(Johan Wilcke)進行了複雜的合作和獨立工作,通過使用空氣而不是玻璃作為電介質,開發了一種“空氣冷凝器”,這是萊頓啤酒瓶的一種變體。這種沒有玻璃的功能性儀器,對班傑明·富蘭克林(Benjamin Franklin)對萊登廣口瓶(Leyden jar)的解釋造成了問題,認為萊頓廣口瓶裝料位於玻璃中。 從18世紀末開始, 萊頓瓶 已在維多利亞州的電療醫學領域中用於通過電擊治療多種疾病。到19世紀中葉,萊頓瓶已經足夠普遍,作家可以假定讀者了解並了解其基本操作。在本世紀初,它開始廣泛用於火花隙變送器和醫療電療設備。 到20世紀初,改進的電介質以及減小其尺寸以及在無線電新技術中使用不期望的 [[ 電感 ]] [[ 電阻 ]] 的需求 ,導致萊頓瓶發展成為現代緊湊型電容器 。
==設計==
典型的設計包括一個玻璃瓶 ,其內外表面都塗有導電 [[ 錫箔 ]] 鋁箔塗層會在罐口附近停止,以防止電荷在鋁箔之間產生 [[ 電弧 ]] 。金屬棒 [[ 電極 ]] 穿過瓶口處的塞子伸出,並通過某種方式(通常是吊鏈)電連接至內層箔,以便對其進行充電。 子由靜電發生器或其他電荷源充電,該靜電發生器或其他電荷源連接到內部電極,而外部箔片接地。廣口瓶的內表面和外表面存儲相等但相反的電荷。
該設備的原始形式只是一個裝滿水的玻璃瓶,一根金屬絲穿過軟木塞將其封閉。 外板的作用是由實驗者的手來完成的。 約翰·貝維斯(John Bevis )很快 (1747 地在1747 發現可以在罐子的外部塗上金屬箔,並且他還發現,通過使用兩面都帶有金屬箔的玻璃板也可以達到同樣的效果。 這些發展啟發了威廉·沃森在同一年發明了一種瓶罐,瓶罐的內部和外部都襯有金屬箔,從而減少了用 [[ ]]
早期的實驗者(例如1746年的班傑明·威爾遜(Benjamin Wilson)報告說, 電介質越薄且表面越大,可以累積的電荷就越大。靜電的進一步發展表明,介電材料不是必不可少的,但可以提高存儲能力(電容)並防止極板之間產生電弧。即使在真空中,相隔一小段距離的兩個極板也可以充當電容器。
==費用的儲存==
最初認為電荷是儲存在早期萊頓罐中的水中。在1700年代, [[ 美國 ]][[ 政治家 ]] [[ 科學家 ]]班 傑明·富蘭克林對裝滿水的鋁箔和錫箔制的萊頓 進行了廣泛的研究,這使他得出結論,認為電荷是儲存在玻璃中而不是水中。 富蘭克林(Franklin) 進行了一項流行的實驗,該實驗似乎證明了這一點,即在對廣口瓶進行充電後將其拆開,並表明在金屬板上幾乎找不到電荷,因此必須在電介質中 。該演示的第一個記錄實例是富蘭克林在1749年的一封信中。富蘭克林(Franklin)設計了一個“可分解的”萊頓罐 ,該罐被廣泛用於示威活動。 廣口瓶是由玻璃杯製成的,玻璃杯嵌套在兩個非常貼合的金屬杯之間。 當廣口瓶充滿電並仔細拆除時,發現所有零件都可以自由操作而無需將廣口瓶放電。 如果重新組裝,則仍可能會產生較大的火花  該演示似乎表明電容器將電荷存儲在其電介質中。整個1800年代都教授這種理論
該演示似乎表明電容器將電荷存儲在其電介質中。整個1800年代都教授這種理論。 但是,這種現像是萊頓廣口瓶上的高電壓引起的特殊效果。在可分解的萊登廣口瓶中,拆開廣口瓶時,電荷通過電暈放電轉移到玻璃杯的表面。 這是 因為瓶 子重新組裝後殘留 電荷的來源。拆卸杯體時,不能提供足夠的接觸力以除去所有表面電荷。 蘇打玻璃具有吸濕性,並在其表面形成部分導電的塗層。Addenbrooke(1922)發現,在由石蠟製成的可解剖的廣口瓶中,或在玻璃中烘烤以去除水分,電荷仍保留在金屬板上 。 Zeleny 。Zeleny (1944)證實了這些結果,並觀察到電暈電荷轉移。
==收費數量==
最初,電容的量是在給定尺寸的“ 罐子 ”數量中或在整個塗層區域中測量的,並假設玻璃的標準厚度和成分合理。 一品脫大小的典型萊頓廣口瓶的電容約為1 nF 。
==剩餘電量==
==串聯連接==
在1747 年至1748 -1748 年間,班傑明·富蘭克林 ( Benjamin Franklin)嘗試對Leyden罐子進行串聯充電。
==視頻==
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