Elektrostatik
Autor(en):
Sándor Jeszenszky
Der erste Zeitraum der Elektrostatik erstreckt sich von den frühen Beobachtungen der Reibungselektrizität des Bernsteins zu der Entdeckung der grundlegenden Gesetze der statischen Elektrizität im 18. Jahrhundert. Obwohl die Ideen der praktischen Anwendungen schon in der Zeit der Aufklärung vorhanden waren, konnten sie wegen der zu schwachen Ströme der Elektrisiermaschinen nicht realisiert werden.
Die Elektrodynamik hat die Elektrostatik nach der Erfindung der galvanischen Elemente im 19. Jahrhundert in den Hintergrund gedrängt. Nur die elektrodynamischen Kräfte sind in den Zentimeter-Dimensionen der klassichen Elektromaschinen maßgebend, die elektrostatischen Kräfte sind unbedeutend. So wurden elektrostatische Maschinen nur für Versuchszwecke, als Hochspannungsquellen verwendet.
Die Anwendung der Elektrostatik ist wieder in den Mikrometer-Technologien des 20. Jahrhunderts aufgetaucht, einerseits durch die Ablenkung von elektrisch geladenen Mikro-Staubkörner oder -Flüssigkeitstropfen (in den Elektrofiltern, Kopiermaschinen, Sprühmittel- und Farbenspritzern), anderseits in den Elektrolytkondensatoren mit mikrometerdünnen Isorierschichten, die die Herstellung von Kondensatoren mehrere hundert, sogar tausend Mikrofarad Kapazität ermöglichen.
Ende des 20. und Anfang des 21. Jahrhunderts ist das Zeitalter der Nanotechnologie und eine Renaissance der Elektrostatik, weil die elektrostatischen Kräfte in diesem Bereich ausschlaggebend sind. In der Nanotechnologie werden elektrostatische Nanomotoren verwendet, und Doppelschichten bei Nanometerdimensionen ermöglichen es, Ultrakondensatoren von tausend Farad Kapazität für starkstomtechnische Zwecke als schnelle Energiespeicher zu bauen.
Chronik:
-600 | 600 v.Chr. Beschreibung der Ziehkraft des geriebenen Bernsteins Thales von Milet |
1600 | De Magnete, magneticisque corporibus, et de magnete tellure - erstes Buch im Zeitalter der modernen Wissenschaften, in dem die Reibungselektrizität des Bernsteins und anderer Stoffe und die elektrische Ziehkraft schon behandelt wurden William Gilbert 1663 Frühform der Reibungs-Elektrisiermaschine: drehbare Schwefelkugel mit auflegen der Hand - elektrisches Modell der Gravitation Otto von Guericke |
1704 | Fluidum Theorie der Elektrizität im grundlegenden Buch der Physik "Optics" Sir Isaac Newton |
1705 | Reibungs-Elektrisiermaschine mit rotierender Glaskugel - die ersten Beobachtungen des elektrischen Lichts Francis Hauksbee |
1729 | Die erste elektrische Leitung: die Strömung elektrischer Ladungen auf isoliert aufgehangenen Leitern - die Erschaffung der Begriffe: Leiter und Nichtleiter der Elektrizität Stephen Gray |
1733 | Unterscheidung "Glas" und "Harz" Elektrizität, d.h. positive und negative Ladungen Charles Francois de Cisternay Dufay |
1745 | 1745/46Erfindung der Leidener Flasche (Kondensator) Pieter van Musschenbroek und Ewald Jürgen von Kleist |
1752 | Elektroskop, um die verschiedenen Grade der Elektrizität anzuzeigen Jean-Antoine Nollet |
1752 | Blitzableiter, der erste praktische Anwendung der Kentnisse der Elektrostatik Benjamin Franklin |
1775 | Elektrophor, um eine größere Menge von elektrischen Ladungen durch Influenz zu erzeugen Alessandro Volta |
1776 | Elektrischer Zünder, Wasserstofflampe mit elektrostatischer Zündung Alessandro Volta |
1777 | Mit Staub entwickelten Gleitentladungen an Isolator-Oberflächen, elektrostatischer Schriftzug, Vorgangsverfahren der Xerographie Georg Christoph Lichtenberg |
1784 | Elektrische Torsionswaage, mit der die elektrischen Anziehungs- und Abstoßungskräfte gemessen wurden, Entdeckung des "Quadratischen Abstandsgesetzes" Charles Augustin de Coulomb |
1785 | Vorversuche der elektrostatischen Berieselung Pierre Bertholon |
1795 | Elektrostatische Telegraph-Versuche zwischen Madrid und Aranjuez (etwa 50 km Entfernung) Francisco Salvá y Campillo |
1813 | Laplace-Poisson Gleichung der Elektrostatik Simeon Dénis Poisson |
1824 | Erster Vorschlag den Rauch durch Elektrizität zu niederschlagen J. Hohlfeld |
1865 | Selbstrerregende Influenzmaschine, die stärkeren Ströme hoher Spannung als die konventionelle Reibungselektrisiermaschine für Gasentladungsröhren erzeugen konnte Wilhelm Holtz und August Joseph Ignatz Toepler |
1872 | Quadrantelektrometer für elektrostatischen Spannungsmessungen Sir William Thomson (Lord Kelvin) |
1873 | Hochspannungs-Kondensator-Stoßerreger in der Wiener Weltausstellung. (Ladung der Kondensatoren in Parallel-, Entladung in Reihenschaltung, mit mechanischem Umschalter, um 600 kV) Ányos Jedlik |
1876 | Akustische Forschungen mit durch Kondensatorentladungen erregten Schallwellen Ernst Mach |
1880 | Rheostatische Hochspannungsmaschine mit 80, durch 600 Bleiakkumulatoren aufgeladenen Kondensatoren, die in der Reihe geschaltet etwa 12 cm lange Funken lieferte. Eine frühe gemeinsame Anwendung des Batteriestromes und der elektrostatischen Energiespeicherung Gaston Planté |
1880 | 1880er Jahre Elektrostatischer Minenzünder, Zündung durch den Funken einer Leidener Flasche (K.u.K Österreich-Ungarische Armée) |
1883 | Weiterentwicklung der Influenzmaschine mit gegenläufig roitierenden Platten James Wimshurst |
1885 | Der erste elektrostatische Laboratoriums-Versuchsentstauber Sir Oliver Lodge |
1889 | Patent für einen elektrostatischen Motor Károly (Carl) Zipernowsky |
1892 | Elektrostatischer Separator Thomas Alva Edison |
1896 | 1896-1905 Röntgeneinrichtungen, die durch Influenzmaschinen betätigt wurden |
1905 | Grissonator, elektrostatischer Stromstossgenerator mit Elektrolytkondensatoren für Betätigung von Funkeninduktoren für Röntgenzwecke. (Unterbrecherlose Röntgeneinrichtung) Robert Grisson |
1907 | Das erste Patent für Elektrofilter Frederic J. Cotrell |
1908 | Elektrostatische Erzkonzentration Frederic J. Cotrell |
1913 | Iontoquantimeter, der erste Dosimeter für medizinische Zwecke, ein auf der Ionisierung beruhendes Messinstrument mit einer, durch eine Influenzmaschine aufgeladenen Ionisierungskammer und einem elektrostatischen Elektrometer Béla Szilárd |
1923 | Stossgenerator, dessen Kondensatoren durch Funkenstrecken in der Reihe umgeschaltet und damit die Spannungen vervielfacht werden Erwin Marx |
1928 | Elektrostatische Bildspeicherung (Ladungsspeicherung) durch Mikro-kondensatoren in der Fernseh-Aufnahmeröhre Kálmán Tihanyi |
1930 | 1930er Jahre Erste praktischen Anwendungen der Elektrofilter |
1931 | Elektrostatischer Bandgenerator zur Erzeugung hoher Spannungen für Teilchenbeschleunigung Rober Jemison Van de Graaff |
1935 | Elektrostatische Kopierversuche Pál Selényi |
1937 | Erzeugung hochharter Röntgenstrahlen mit Bandgenerator für Tumorbekampfung John George Trump |
1938 | Xerography. (Elektrostatisches Kopierverfahren) Chester Carlson |
1940 | Kodatron photographische Elektro-Blitzanlage mit elektrostatischem Kondensator-Energiespeicher und Xenon-Blitzröhre Harold Eugene Edgerton |
1941 | Patent für elektrostatischen Farbenspritzer Harold Ransburg und H. J. Green |
1950 | 1950-1980 Verbreitung der elektrostatischen Farben-, Staub und Pflanzenschutzmittel-Streuung |
1959 | Xerox 914, Serienherstellung der ersten automatischen elektrostatischen Kopiermaschine Chester Carlson |
1971 | Staubtransport mit elektrostatischem Kraftfeld Senichi Masuda |
1990 | 1990er Jahre Elektrostatischer Mikromotor in der Nanotechnologie Masao Vashizu |
2000 | 2000er Jahre Erste Anwendungen der Ultrakondensatoren (Doppelschichtkondensatoren) in den Hybrid-Automobilen als elektrostatische Schnellenergiespeicher |
