C. Espai Hertha Marks Ayrton
Phoebe Sarah Hertha Marks Ayrton (coneguda com Hertha Ayrton).
Va nàixer a Portsea, Hampshire, Anglaterra el 28 d’abril de 1854 i va morir a Bexhill-on-sea, Sussex, Anglaterra el 23 d’agost de 1923. Va estudiar matemàtiques al Girton College de Cambridge i el seu tutor va ser Richard Glazebrook. Durant la seua etapa a Cambridge, Ayrton va construir un esfigmomanòmetre, va dirigir la coral, va fundar la brigada de bombers de Girton i junt a Charlotte Scott, la primera wrangler de Girton, va fundar un club de matemàtiques.En 1880 va acabar la llicenciatura de matemàtiques però no va aconseguir més que un certificat ja que a Cambridge en aquesta època no donaven títols acadèmics a les dones. Tot I així es va presentar a un examen extern en 1981 per va obtenir el títol de Bachelor of Science de la Universitat de Londres.
En 1884 va patentar un estri de dibuix d’enginyeria per a dividir una línia en qualsevol nombre de parts iguals i per ampliar i reduir figures i va començar a assistir a classes nocturnes sobre electricitat en el Finsbury Technical College impartides per Edward Ayrton, pioner en l’ensenyament de física i enginyeria elèctrica i soci de la Royal Society, i de qui va ser l’assistenta en els experiments de física i electricitat però no va ser fins a 1895 quan va investigar sobre les característiques de l’arc elèctric i escrivia els resultats de les seues investigacions a The Electrician.
En 1899 va ser la primera dona en llegir la seua pròpia ponència davant la Intitution of Electrical Engineers (IEE) i va ser escollida membre d’aquesta institució (cosa quasi impossible per a una dona). També en aquest any va presidir la secció de física al Congrés Internacional de Dones celebrat a Londres i en 1900 va participar de ponent al Congrés Elèctric Internacional de París la qual cosa va fer que les dones pogueren accedir , a partir d’aquell moment, a l’Associació Britànica per a l’Avanç de la Ciència. Tot i això pel fet de ser dona encara no podia fer ponències a la Royal Society i en 1901 va haver de llegir John Perry la seva ponència: “The Mechanism of the Electric Arc”.
En 1902 va publicar The Electric Arc; publicació que va ser proposada per a convertir-se en socia de la Royal Society i la sol·licitud va ser rebutjada , de nou, pel fet de ser una dona casada.
No va ser fins a 1904 quan es va convertir en la primera dona en llegir una ponència seua: “The Origin ang Grownth of Ripple Marks” davant la Royal Society i que posteriorment va ser publicada en el Proccedings of the Royal Society.
A partir d’aquest moment començà a recollir una sèrie de reconeixements al seu treball i: en 1906 va aconseguir la Medalla Hughes pel reconeixement a les seues investigacions sobre la formació d’ones a les dunes per ones de mar i pel seu treball sobre l’arc elèctric. Per tant, va ser la primera dona a qui la institució Royal Society va atorgar una Medalla. En 1908 va llegir més investigacions seues a la British Association. En 1911 llegia noves investigacions a la Physical Society.
A més a més de fer investigacions i publicacions, va mostrar interès, en l’aigua i l’aire i va ser capaç de desenvolupar el ventilador Ayrton o flapper del qual es van utilitzar més de 100.000 unitats a la Primera Guerra Mundial per dissipar el gas verinós de les trinxeres. en 1919 va crear la Federació Internacional de Dones Universitàries. i en 1920 va crear el Sindicat Nacional de Treballadors Científics.
Fonts informatives: https://es.wikipedia.org/wiki/Hertha_Ayrton
Foto: https://forohistorico.coit.es/index.php/personajes/personajes-internacionales/item/ayrton-hertha
Aparells pertanyents a l’electrostàtica, electrodinàmica, irradiació i fosforescència
C.1. La botella de Leiden
El seu objectiu és l’emmagatzemament de càrregues amb la finalitat de produir electricitat.
Es tracta d’un condensador constituït per un got de vidre revestit interior i exteriorment de paper d’estany fins a uns 2/3 de la seua altura. Les dues superfícies de paper d’estany constitueixen les dos armadures del condensador i el vidre és el dielèctric. En el seu interior hi ha una vareta metàl·lica que en la seua part inferior té 2 o 4 fulls d’estany que estan en contacte amb l’armadura interior i soldades a un tub que acaba en un botó o esfereta. Per damunt de les armadures el vidre està recobert d’un vernís aïllador i a l’altura de les armadures, en l’interior del cilindre hi ha un disc de material aïllant, solidari al tub i el diàmetre del qual coincideix amb el diàmetre interior del cilindre, que completa l’aparell.
Al posar l’esfereta en contacte amb una màquina d’influència o amb una font d’electricitat, mentre l’armadura exterior està en comunicació amb terra, ja siga per mitjà d’un fil d’aram o simplement sostenint amb la mà, en l’armadura interior s’acumula una gran quantitat d’electricitat.
C.2. Aparell d’imantació per corrents
El seu objectiu és il·lustrar una de les aplicacions de l’electroimant, l’elevació de grans masses.
Segons la teoria d’Ampere tota substància magnètica (ferro, níquel, cobalt, manganés, crom, ceri, titani, pal·ladi, platí, osmi, lantà, molibdé, urani i els seus compostos). s’imantará, si el seu eix està en creu amb un corrent.
A l’enrotllar un fil d’aram conductor, en forma d’hèlice proveït d’un recobriment aïllant, sobre una barra magnètica, generalment recta o, en forma d’U, s’aconseguix un “Electroimant”. Quan es tracta d’una armadura en U, és a dir en forma de ferradura (com el del nostre muntatge), el fil d’aram embolica només les parts de la barra pròximes als extrems. Perquè els seus pols siguen de nom contrari, es canvia el sentit d’enrotllament al passar d’un carret a l’altre. La potència dels electroimants és proporcional a la intensitat de corrent, al nombre. d’espires per unitat de longitud i a un factor que depén de les característiques pròpies de la substància que conforma el nucli.
El dispositiu representa un electroimant, destinat a suportar grans pesos, pendents de la seua armadura.
C.3. Màquina de Wimshurst
Les màquines elèctriques són aparells destinats a produir electricitat estàtica i es fonamenten en el fenomen d’electrització per fregament, per influència o per inducció.
Les màquines elèctriques capaces de produir electricitat per inducció van ser ideades en la segona meitat del segle XIX (M. d’Holtz) i en particular la màquina de James Wimshurst es va construir en 1883.
Consta de dos discos paral·lels d’ebonita, de fusta o de vidre que giren en sentits oposats, accionats mecànicament des de la seua part posterior, aquests discos porten apegades, a intervals regulars, unes bandes d’estany que funcionen com a inductors i com a vehicles de les càrregues. Els discos es troben ubicats entre dos conductors diametrals no aïllats, oblics, creuats en angle recte, portadors en els seus extrems d’una granereta metàl·lica que frega les bandes. Al girar els discos passen entre les puntes de dos pintes, situats en els extrems del diàmetre horitzontal, que pertanyen a dos conductors aïllats, en els què s’arrepleguen les càrregues originades per influència, les positives en un, i les negatives en l’altre.
Bastaren unes quantes voltes per a observar com boten espurnes entre els extrems pròxims dels conductors aïllats. Si es posaren, estos últims, en contacte amb una de les armadures d’una botella de Leyden, s’observarien descàrregues més intenses.
C.4. Aparell per a experiències eletrolítiques
El nostre dispositiu és una rèplica de què va utilitzar Davy per a descompondre la potassa (KOH) i la sosa (NaOH) humitejades, aïllant els seus respectius metalls potassi i sodi en l’elèctrode negatiu.
Es tracta d’un dispositiu amb una base rectangular de fusta que presenta una depressió en què s’assenta una xicoteta cubeta de baquelita. El líquid a descompondre es col·loca en la cubeta, el fons de la qual està comunicat amb el pol negatiu del generador de corrent, l’elèctrode positiu, se submergix en el líquid subjecte per la seua banda superior pel suport de metall que es troba, al seu torn, connectat al pol positiu del generador, produint-se l’electròlisi.
C.5. Bateria de tres acumuladors de plom
El seu objectiu és proporcionar electricitat en totes aquelles aplicacions que exigixen un corrent constant.
Rep el nom d’acumulador de plom, el conjunt format per dues plaques de plom submergides en àcid sulfúric diluït.
En les fotografies veiem una bateria de tres acumuladors. En la de la dreta, veurem un llistó de plom que, soldat a la placa negativa d’un dels elements, la unix a la positiva de l’element següent.
Quan passa un corrent per les dues plaques de plom submergides en l’àcid, primerament les dues plaques queden cobertes per una tènue capa de sulfat de plom i després el corrent provoca el despreniment d’hidrogen en el càtode, de manera que en ell es reduïx el sulfat de plom i es forma àcid sulfúric i plom metàl·lic, que s’acumula com una massa esponjosa en la superfície del càtode, mentrestant, en l’ànode es combina l’anió sulfat amb el sulfat de plom i amb l’aigua, formant-se, diòxid de plom (que dóna a la placa positiva una coloració terrosa) i àcid sulfúric.
Després d’un procés prolongat ja no hi ha dues plaques de plom, sinó una de plom pur i una altra de diòxid de plom. Aquestes plaques, encara després d’interrompuda el corrent oferixen una diferència de potencial, una respecte a l’altra. Si se les unix a través d’un fil d’aram, es genera un corrent denominat corrent de polarització (per a distingir-la del corrent primitiu de càrrega) i es diu que els elèctrodes estan polaritzats. La modificació química que havien patit anteriorment els elèctrodes invertirà ara el seu procés, amb la qual cosa en ambdós elèctrodes torna a formar-se sulfat de plom.
És a dir que l’energia rebuda per l’acumulador durant el corrent de càrrega, ha quedat emmagatzemada en forma d’alteració química en els elèctrodes.
Les seues aplicacions són múltiples a pesar que tornen una energia inferior a la gastada per a carregar-los. Són usats el galvanoplàstia, electroquímica, refinació electrolítica de metalls, etc. També s’utilitzen per a aprofitar l’energia de fonts intermitents, com la del vent, utilitzant una dinamo per al procés de càrrega de l’acumulador.
Encara que s’havien fabricat alguns acumuladors a principis del segle XIX, fins del mateix no va començar la seua construcció per a aplicacions industrials.
Altres tipus d’acumuladors: NiFe.
C.6. Tub de Crookes horitzontal
S’utilitzen per a demostrar, empíricament, com una descarrega elèctrica es produeix amb més facilitat en el buít.
Els gasos són, generalment, mals conductors de l’electricitat, però a pressions reduïdes i sotmesos a tensions elevades, s’accentua la seua conductivitat; prova d’això són els tubs Geissler i els tubs de Crookes. La diferència entre ambdós consisteix únicament en el grau de buit de l’interior del tub, sent en els Geissler de l’orde dels mil·límetres de mercuri i en els de crookes de l’orde de les centèsimes de mil·límetre de mercuri.
Els rajos catòdics van ser descoberts per Hittorf (1869) o tal vegada abans per Piücker (1859), són invisibles i ixen del càtode en un tub de Croques, amb un buit de 0,01mm.. de mercuri, estan formats per electrons a velocitats pròximes a la de la llum i no travessen el vidre, però sí les làmines metàl·liques molt fines, són desviats per camps magnètics i per camps elèctrics. A més aquestos rajos van en línia recta des del càtode fins a l’ànode, eixint perpendicularment del càtode.
El Tub de Crookes horitzontal, permet comprovar les desviacions dels rajos catòdics sotmesos a camps electromagnètics, així com la seua capacitat per a travessar làmines molt fines, encara que no són capaços d’atravesra el vidre. Experiència reflectida en la figura 225 del “Manual de Química Moderna” del Pare E. Vitoria. En el tub de la figura es pot apreciar una pantalla fluorescent col·locada transversalment al càtode i a l’ànode.
C.7. Tub de Crookes vertical
Els rajos canals o positius van ser descoberts per Goldstein (1886), són invisibles, i es desplacen en sentit contrari dels rajos catòdics, és a dir, ixen de l’ànode i són capaços de travessar el càtode si està constituït per una placa perforada. Estan constituïts per ions positius que resulten dels xocs dels rajos catòdics amb les molècules del gas. El seu poder de penetració és escàs i la seua velocitat és unes 100 vegades menor que la dels rajos catòdics. Produeixen luminiscència darrere del càtode el color del qual dependrà del tipus de gas que farcida el tub, rosa per a l’hidrogen, roja per al neó.
El funcionament del tub es pot visualitzar en la figura. Una vegada enllaçats l’ànode (situat el la tubuladura lateral) i el càtode (part inferior) per mitjà d’un generador d’elevada tensió, els rajos catòdics sorgixen cap avall produint una fluorescència verdosa al xocar amb el vidre. Per un altre costat els rajos canals travessen les ranures del càtode i les partícules del gas il·luminades per ells, mostren una coloració que en aquest cas serà roja terrosa en la part superior del tub.
Estos rajos només són desviats amb potents camps magnètics i, encara que estan carregats positivament, no es va poder trobar en ells els electrons positius que es pretenia trobar, així aquesta va ser una prova que l’electricitat positiva no es trobava lliurement, sinó sempre lligada a àtoms materials.
C.8. Tub bianòdic
Es tracta també d’un tub en què el càtode (situat en el lateral inferior dret, en la fotografia) té forma d’espill esfèric còncau, de manera que els rajos catòdics emesos pel mateix es troben en un punt que coincideix amb el centre de l’esfera a què pertany el càtode, divergint després en forma de feix cònic. En la paret oposada al càtode es podrà observar una taca circular de fluorescència que sempre apareix en el mateix lloc, siga quina siga la posició de l’ànode
C.9. Tub per a la demostració dels efectes mecànics en la producció dels rajos catòdics
Es tracta d’un Radiòmetre modificat. El radiòmetre consta de dos fils d’aram d’alumini, horitzontals i creuats en angle recte que porten en cada extrem una lamineta vertical, ennegrida per una de les seues cares, formant una aspa o molinet, de fàcil mobilitat al voltant d’un eix vertical. L’aparell està tancat en l’interior d’un globus de vidre on hi ha aire enrarit. Si s’exposa a la radiació solar, adquirix un moviment de rotació, demostrant el diferent poder absorbent per a les dues superfícies d’una mateixa aleta, sent major el de la superfície ennegrida. L’explicació d’aquest fenomen va ser elaborada per Mr. Johnstone Stoney, fonamentada en la teoria de Bernouilli de la constitució termomecànica dels gasos.
En el nostre cas es tracta d’una combinació entre radiòmetre i tub de descàrrega, de manera que el radiòmetre, per al seu funcionament, no s’exposa a la radiació solar, sinó als rajos catòdics generats en el tub.
C.10. Galvanómetre
Un galvanòmetre és un instrument que s’usa per detectar i mesurar el corrent elèctric. Es tracta d’un transductor analògic electromecànic que produeix una deformació de rotació en una agulla o punter en resposta al corrent elèctric que flueix a través de la seva bobina.