암스트롱 효과

Armstrong effect
암스트롱 수력발전기

암스트롱 효과는 유체의 마찰에 의해 정전기가 발생하는 물리적 과정입니다.그것은 1840년 보일러에서 나오는 증기로 인해 물방울이 쓸려나가면서 전기 스파크가 발생하면서 처음 발견되었다.이 효과는 후에 제1대 암스트롱 남작이 된 윌리엄 암스트롱의 이름을 따서 명명되었으며, 암스트롱은 이 효과를 발견하고 [1]관련 과정을 조사하는 데 관여한 여러 사람 중 한 명이었다.이 원리를 사용하여 암스트롱은 그가 암스트롱 수력기라고 부르는 것을 발명했는데, 암스트롱 수력기라는 이름에도 불구하고 수력이 아닌 정전기를 발생시켰다.

검출

영국 북부 뉴캐슬어폰타인 인근의 세길에서 크램링햄 콜리어리 철도는 석탄 마차를 끌 수 있는 28마력(21kW)의 권선 엔진을 가지고 있었다.1840년 9월, 엔진 운전사인 패터슨은 안전 밸브 옆에서 약간의 증기가 새는 것을 알아차렸다.보일러 압력이 너무 높을까 두려워 그는 밸브를 풀기 위해 차가운 증기 구름 속으로 손을 뻗었고, 그것을 만졌을 때 손가락이 따끔거리는 것을 느꼈다.그는 무슨 일이 일어나고 있는지 명확하게 볼 수 없었기 때문에 처음에는 손가락을 쳤다고 생각했다.하지만 이후 며칠 동안 그는 간단한 실험을 했고 결국 같은 현상을 경험한 동료들에게 말했다.그리고 나서 패터슨은 손가락을 밸브 쪽으로 천천히 움직여 불꽃을 볼 수 있다는 것을 발견했다.입소문이 나면서 보일러 바깥의 불이 어떻게든 내부로 스며들어 보일러가 폭발할 위험이 있다는 설도 있었다.엔진 제작자는 안전하다고 판단했지만, 두 명의 동료인 휴 패틴슨과 헨리 스미스에게 말했다. 휴 패틴슨은 만약 [2]금속 삽이 증기와 밸브 근처에 있는 펜나이프 칼날의 뾰족한 부분을 잡으면 그 효과가 10mm의 불꽃을 일으키는 것으로 증가한다는 것을 발견했다.

당시 과학과 공학에 관심이 있는 사무 변호사였던 암스트롱은 연루되어 패터슨에 대해 마이클 패러데이에게 편지를 썼다."그는 레버와 그의 손 사이를 지나가는 눈부신 불꽃의 출현에 매우 놀랐고,[2][3] 그의 팔에 그가 이전에 경험했던 것과는 전혀 다른 격렬한 스패치를 동반했습니다."패러데이는 그 효과가 증발 때문인지 아니면 화학적인 원인이 있는지 확신할 수 없다며 더 많은 실험을 할 수 있을 것이라고 말했다.패러데이는 패틴슨의 편지와 함께 이 편지들을 런던과 에딘버러 철학 잡지에 실었다.긴 서신 교환이 이어졌다.1840년 11월 암스트롱은 2인치(50mm)의 불꽃을 만드는 데 성공했고, 불꽃은 증기가 대기 중으로 방출되는 곳에서 생성되고 보일러에서 더 먼 곳에서 나오지 않는다는 것을 알아냈습니다.이 기간 동안 패틴슨은 4인치(100mm) 불꽃을 일으켰지만 조사를 중단했다.그 후 알레산드로 볼타는 그 효과가 실제로 훨씬 전에 관찰되었다는 것을 깨달았다. 그는 붉게 달궈진 신더가 금속 [2]팬에 담긴 물에 떨어졌을 때 전기적 장애를 일으킨다고 기록했다.

기술 개발 – 암스트롱 수력발전기

암스트롱은 증기가 아닌 압축 공기로 비슷한 효과를 발견하고, 12인치(300mm) 불꽃을 낼 수 있는 특수 설계된 마찰 노즐을 가진 "증발 장치"를 만들면서 1842년까지 그의 작업을 계속했다.비록 패러데이가 물에 테레빈유를 첨가하면 음의 극성이 생긴다는 것을 발견했지만 증기의 전하가 양이었다.1843년 암스트롱은 전기 절연 다리에 본격적인 정전기를 설계했다.46개의 증기 제트가 있는 이 기계들을 그는 "수력 발전기"라고 불렀다.하나는 런던의 왕립 폴리테크닉 대학에 설립되었고 다른 하나는 미국으로 수출되었다.귀청이 터질 듯한 소리를 내는 무시무시한 기계들이었고, 22인치(560mm)의 불꽃이 너무 가까이 다가와 덩치 큰 남자를 죽인 개를 기절시켰다.그 당시에는 정전기를 발생시키는 가장 강력한 방법이었고 움직이는 [2]부품이 없었던 것으로 유명하다.뉴캐슬 리트와 필에서 열린 시위에서, 군중이 너무 많아서 암스트롱은 문을 통해 들어갈 수 없었고 창문으로 올라타야 했는데, 이것은 사다리 [2][3]두 개를 필요로 했다.그의 노력의 결과, 패러데이와 찰스 휘트스톤의 추천으로, 그는 1846년 왕립학회 회원으로 선출되었다.과학 및 공학적 관심사를 이어 수력 공학, 군용 포병 및 전기 [2]발전 분야의 주요 산업가가 되었다.

실용적인 응용 프로그램

82세 때 암스트롱은 정전학에 [1]대한 관심을 되찾았다.이때쯤에는 윔셔스트 기계가 발명되었고 암스트롱은 이것이 그의 실험을 위한 정전기를 만드는 뛰어난 설계라는 것을 확인하였다.암스트롱의 기계는 군중을 끌기 위한 구경거리였다.그러나 현대에는 일부 페인트 스프레이에서 암스트롱 효과를 이용하여 페인트를 편광함으로써 필요한 페인트 양을 줄이고 날카로운 각도에서 더 잘 부착할 수 있습니다.반면, 그 효과는 부분적으로 불분명하고 거의 [2]알려지지 않은 것이어서 해로운 결과를 가져왔다.1969년 고압 [2][4]호스에서 물 분사기를 사용하여 세척하던 중 탱크 폭발로 세 척의 유조선이 파손되었다.훨씬 작은 규모에서는 에어로졸 스프레이에서 누출된 가스가 [2]가연성이 있는 경우 누출될 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b Irlam, Geoffrey (1992). "Armstrong the collector". In Saint, Andrew; et al. (eds.). Cragside (2003 revised ed.). National Trust. p. 31. ISBN 1-84359-062-X.
  2. ^ a b c d e f g h i Anderson, Antony F. (1978). "Sparks from Steam" (PDF). Electronics and Power (January). Archived (PDF) from the original on 23 April 2016. Retrieved 19 June 2018.
  3. ^ a b Heald, Henrietta (2011). William Armstrong: Magician of the North. McNidder and Grace Limited. p. 29. ISBN 978-0-85716-035-5.
  4. ^ Smy, P. R. (29 September 1972). "Charge Production, Supertankers and Supersonic Aircraft". Nature. 239 (5370): 269–271. Bibcode:1972Natur.239..269S. doi:10.1038/239269a0.

추가 정보