24.01.2005
<< Innoplaza << Plasmakokeita Sähkölennokki >> Plasmapurkki >> Energialinkit >>
Jukka Kinnunen toistaa Le Bon
-kokeen:
Foliosuikaleen leijutus koronapurkauksessa
Teksti ja kuvat: J. Hartikka
Jukka asettelee Wimshurstin 'kissannahkageneraattoria' Le Bonin kokeen suurjännitelähteeksi. Wimshurstin influenssikone tuottaa kahden vastakkaisiin suuntiin pyörivän, johtavilla alumiinifoliolamelleilla säteittäisesti varustetun eristelevyn, ja näitä kevyesti hankaavien hiiliharjojen avulla korkean jännitteen, mutta hyvin pienen virran. Generaattorin kohtioihin saattoi työntää sormensa ja seurata sormenpäähän hyppäävää sähköistä koronapurkausta, mutta olemattoman pienen virran ansiosta purkaus tuntui vain kihelmöintinä sormenpäässä.
Tässä Le Bon -kokeessa generaattorin toinen napa yhdistetään ylhäällä olevaan koronapalloon, ja toinen alla olevaan piikkimäiseen elektrodiin. Kun influenssikone käynnistetään, kärjen ja pallon väliin syntyy sähkökenttä, sekä ilman läpi kulkeva koronapurkaus, joka näkyy pimeässä juuri ja juuri silmin erottuvana, kärjestä pallon suuntaan vaappuvana heikkona lieskana.
Nyt Wimshurstin influenssikone pyörii ja jauhaa hankaussähköllään suurjännitettä. Avustaja Kari, 8 v, asettaa pari senttiä pitkän, ohuesta alumiinifoliosta leikatun suikaleen elektrodeina toimivien kärjen ja pallon väliseen sähkökenttään, elektrodien välissä olevan heikon koronapurkauksen sisään.
Oho, sehän leijuu!
Tinapaperisulju lentelee villisti pyörien ja pomppien pallon alapinnan tuntumassa. Välillä suikale nokkaisee palloa, välillä laskeutuu hieman alemmaksi kärkeä kohti. Pimeässä erottuu suikaleen ja pallon väliltä pieni koronapurkaus, ja folion laskeutuessa alemmaksi välähtää purkaus sen ja terävän kärjen välillä.
Ilmeisestikin kärjestä koronapurkauksen kautta sähköisen varauksen saanut suikale pyrkii sähköstaattisen voiman ajamana suurempaa potentiaalieroa kohti, eli pallon suuntaan. Pallon saavutettuaan se purkaa varauksensa koronapurkauksena pallon pintaan, ja alkaa haluta uudelleen vastakkaisen elektrodin suuremman potentiaalieron suuntaan, joka on nyt puolestaan terävää kärki. Näin se toimii ikäänkuin postimies, mutta kirjeen sijasta se kuljettaa palasen sähköistä varausta elektrodien välillä. Noinkohan yksittäinen ilmaionikin käyttäytyy koronapurkauksessa?
Miksi suikale sitten pyrkii leijumaan lähempänä isoa palloa kuin teräväkärkistä elektrodia? Ilmeisestikin sähkökenttä jakautuu laajemmalle alalle pyöreän, isopintaisen pallon tuntumassa, joten sähkökentän voimakkuus ylittää koronapurkauksen syttymisen ja ilman läpilyöntikynnyksen vasta varatun suikaleen ollessa aivan pallon pinnan tuntumassa. Lähellä terävää kärkeä taas sähkökenttä on ahtautunut kärjestä lähtiessään niin tiheäksi, että sähköisen varauksen siirtävä purkaus suikaleen ja neulankärjen välillä syntyy jo niinkin kaukaa kuin parin sentin päästä.
Aikaisemmissa plasmakokeissa käytetystä kurkkupurkista tekaistaan Leydenin pullo, eli suurjännitekondensaattori, liimaamalla sen sisä- ja ulkopintoihin alumiinifoliot. Purkin lasiseinämä toimii eristeenä varautuvien foliolevyjen välillä. Ulkopuoliseen folioon Jukka yhdistää influenssikoneen navan, ja sisäpuolinen folio on kiinni purkin eristekannen läpi kulkevassa neulassa.
Alumiinisuikale nousee nytkin leijumaan. Le Bon sai alkuperäisessä kokeessaan suikaleen leijumaan Leydenin pullon jäämään pitkäksi aikaa avulla influenssikoneen pysäyttämisenkin jälkeen, mutta tässä kokeilussamme kestoleijutus ei ainakaan vielä onnistunut.
Toimisikohan Le Bon -leijutuskoe kahdella tinapaperilla? Toimii! Suikaleet tanssivat rinnakkain, osaten väistää toisiaan. Folioita vinhasti pyörittävä voima lienee koronapurkauksen aiheuttama ilmanliike, samanlainen kuin lifterikokeessamme todettu, paksun ja ohuen elektrodin välisestä koronapurkauksesta syntyvä, kevyttä olkilennokkia nostava puhallus.
