Butelka lejdejska
Słoik Leyden (lub słoik Leiden) jest urządzeniem do magazynowania ładunków elektrostatycznych. Jest to duża szklana butelka, zazwyczaj wyłożona od wewnątrz i od zewnątrz pewnego rodzaju metalową folią. Niektóre z tych wczesnych miały w środku wodę. Pozwalają one eksperymentatorowi na zebranie dużej ilości ładunku.
Są one pierwszą formą przechowywania energii elektrycznej. Metody te znane są dziś jako "kondensatory" lub "kondensatory".
Pierwszy elektryczny słoik magazynowy został stworzony przez dziekana Edwalda von Kleista 11 października 1745 roku. Był on dziekanem katedry w Cammin na Pomorzu, na północnym wybrzeżu Niemiec (wówczas odrębnego kraju). Interesowało go, czy elektryczność statyczna może być przechowywana w butelce, ponieważ wiedział, że elektryczność nie może przechodzić przez szkło. Pomyślał, że może uda mu się przechwycić i utrzymać niewielką ilość. Miał tylko mały eksperymentalny generator tarcia.
Nie docenił, ile prądu może pomieścić mała butelka z lekarstwami tysiące razy. Ciekawostką jest to, że energia elektryczna może nadal płynąć do butelki pod warunkiem, że na zewnątrz butelki znajduje się powierzchnia przewodząca elektryczność połączona z ziemią. Neutralizuje to ciśnienie ładunku próbującego wypłynąć z powrotem.
W przypadku von Kleista ta elektrycznie przewodząca powierzchnia była tylko jego ręką, ale wystarczyło wpuścić bardzo duży ładunek do słoika i pozostać w nim przez gwóźdź, który wbił w korek.
Kiedy przypadkowo dotknął paznokcia, doznał takiego szoku, że rzuciła go na cały pokój. Połączył on ładunek wewnętrzny z nagromadzonym ładunkiem zewnętrznym, a ponieważ były to przeciwstawne znaki (jeden dodatni, drugi ujemny), cały nagromadzony ładunek przepływał przez jego ciało.
Nie rozumiał, dlaczego ten słoik przechowywany jest tak sprawnie, ale wysłał zakodowany opis do niektórych współpracowników w Berlinie, a jeden egzemplarz został wysłany do starego współpracownika uniwersyteckiego von Kleina, Andreasa Cunaeusa, gdzie trafił w ręce Pietera van Musschenbroka, głównego profesora fizyki Uniwersytetu w Lejdzie. Okazało się, że pojemność magazynowa została znacznie poprawiona tylko wtedy, gdy kolba była trzymana w dłoni, a jego list do naukowca we Francji nadał słoikowi nazwę "słoik z Lejdy".
Przez wiele lat słój z Leyden był głównym narzędziem do przechowywania energii elektrycznej, i tak pozostało do czasu wynalezienia chemicznej baterii i generatorów elektrycznych typu używanego przez nas dzisiaj.
Wczesny, wypełniony wodą słoik z Leyden
Późniejszy typ bardziej rozpowszechniony z wykorzystaniem folii metalowej, 1919 r.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest słoik Leydena?
O: Słoik lejdejski (lub lejdejski) to urządzenie do przechowywania ładunków elektrostatycznych. Jest to duża szklana butelka, która zazwyczaj jest wyłożona wewnątrz i na zewnątrz jakąś metalową folią. Niektóre wczesne miały w środku wodę, co pozwalało eksperymentatorom zebrać dużą ilość ładunku. Uważa się je za pierwszą formę magazynowania energii elektrycznej.
P: Kto wynalazł pierwszy słoik do przechowywania energii elektrycznej?
O: Pierwszy elektryczny słoik do przechowywania został stworzony przez Ewalda Georga von Kleista 11 października 1745 roku. W tym czasie był dziekanem katedry w Cammin na Pomorzu, na północnym wybrzeżu Niemiec.
P: Jak von Kleist stworzył swój wynalazek?
O: Von Kleist użył małego eksperymentalnego generatora kryształów i myślał, że może przechwycić i zatrzymać niewielką ilość elektryczności statycznej w butelce, wiedząc, że elektryczność nie przechodzi przez szkło. Nie docenił tysiące razy, ile energii elektrycznej może pomieścić butelka.
P: Jaka szczególna cecha sprawia, że energia elektryczna może nadal płynąć w słoju Leydena?
O: Specyfika energii elektrycznej pozwala na jej dalszy przepływ do butelki, pod warunkiem, że w butelce znajduje się powierzchnia przewodząca, połączona z ziemią, która neutralizuje ciśnienie spowodowane próbą wypłynięcia ładunku. W przypadku von Kleista tą powierzchnią przewodzącą prąd była tylko jego ręka, ale wystarczyło to do porażenia go prądem, gdy przypadkowo dotknął gwoździa wbitego w korek, rzucając nim po całym pokoju.
P: Kto nazwał ten wynalazek "Leyden jar"?
O: Pieter van Musschenbroek, który w tym czasie był głównym profesorem fizyki na Uniwersytecie w Leyden, odkrył, że pojemność magazynowa słoika jest znacznie zwiększona przez samo trzymanie go w dłoni i wysłał listy do francuskich naukowców o tym odkryciu, stąd nazwa "Leyden jar".
P. Jak długo ten wynalazek pozostawał głównym sposobem przechowywania energii elektrycznej?
O: Słoik lejdejski pozostał głównym sposobem przechowywania energii elektrycznej do czasu wynalezienia baterii chemicznych i nowoczesnych generatorów wiele lat później.
