Φιάλη του Λέιντεν
Το βάζο Leyden (ή βάζο Leiden) είναι μια συσκευή αποθήκευσης στατικού ηλεκτρισμού. Είναι ένα μεγάλο γυάλινο μπουκάλι, συνήθως επενδεδυμένο εσωτερικά και εξωτερικά με κάποιο είδος μεταλλικού φύλλου. Κάποια από τα πρώτα είχαν νερό στο εσωτερικό τους. Επιτρέπουν στον πειραματιστή να συλλέξει μεγάλη ποσότητα φορτίου.
Είναι η πρώτη μορφή ηλεκτρικής αποθήκευσης. Οι μέθοδοι αυτές είναι σήμερα γνωστές ως "συμπυκνωτές" ή "πυκνωτές".
Το πρώτο ηλεκτρικό βάζο αποθήκευσης δημιουργήθηκε από τον πρύτανη Edwald von Kleist στις 11 Οκτωβρίου 1745. Ήταν ο πρωτοπρεσβύτερος του καθεδρικού ναού του Cammin στην Πομερανία, στη βόρεια ακτή της Γερμανίας (εκείνη την εποχή ξεχωριστή χώρα). Τον ενδιέφερε να διαπιστώσει αν ο στατικός ηλεκτρισμός μπορούσε να αποθηκευτεί σε ένα μπουκάλι, επειδή γνώριζε ότι ο ηλεκτρισμός δεν μπορούσε να περάσει μέσα από το γυαλί. Πίστευε ότι θα μπορούσε να συλλάβει και να συγκρατήσει μια μικρή ποσότητα. Είχε μόνο μια μικρή πειραματική γεννήτρια τριβής.
Υποτίμησε κατά χιλιάδες φορές πόσο ηλεκτρισμό μπορεί να κρατήσει ένα μικρό μπουκάλι φαρμάκου. Μια ιδιαιτερότητα του ηλεκτρισμού του επιτρέπει να συνεχίσει να ρέει μέσα στο μπουκάλι, εφόσον το εξωτερικό του μπουκαλιού έχει μια ηλεκτρικά αγώγιμη επιφάνεια συνδεδεμένη με τη γη. Αυτό εξουδετερώνει την πίεση από το φορτίο που προσπαθεί να ξαναβγεί προς τα έξω.
Στην περίπτωση του φον Κλάιστ, αυτή η ηλεκτρικά αγώγιμη επιφάνεια ήταν μόνο το χέρι του, αλλά ήταν αρκετή για να επιτρέψει σε ένα πολύ σημαντικό φορτίο να εισέλθει και να παραμείνει στο βάζο μέσω ενός καρφιού που είχε καρφώσει μέσα στον φελλό.
Όταν ακούμπησε κατά λάθος το καρφί, δέχτηκε τέτοιο σοκ που τον πέταξε σε όλο το δωμάτιο. Είχε κάνει μια σύνδεση μεταξύ του εσωτερικού φορτίου και του συσσωρευμένου εξωτερικού φορτίου, και εφόσον αυτά είχαν αντίθετα πρόσημα (το ένα θετικό και το άλλο αρνητικό) όλο το συσσωρευμένο φορτίο διέρρευσε μέσα από το σώμα του.
Δεν κατάλαβε γιατί αυτό το βάζο αποθηκεύτηκε τόσο αποτελεσματικά, αλλά έστειλε μια κρυπτογραφημένη περιγραφή σε κάποιους συνεργάτες του στο Βερολίνο, και ένα αντίγραφο στάλθηκε στον παλιό πανεπιστημιακό συνεργάτη του φον Κλάιν, τον Andreas Cunaeus, όπου κατέληξε στα χέρια του Pieter van Musschenbroek, ο οποίος ήταν ο κύριος καθηγητής φυσικής του Πανεπιστημίου του Λέιντεν. Επεξεργάστηκε ότι η αποθηκευτική ικανότητα βελτιωνόταν κατά πολύ μόνο αν η φιάλη κρατιόταν στο χέρι, και η επιστολή του προς επιστήμονα στη Γαλλία έδωσε στο βάζο το όνομα "βάζο του Λέιντεν".
Για πολλά χρόνια το βάζο Leyden ήταν το κύριο εργαλείο αποθήκευσης ηλεκτρικού ρεύματος και παρέμεινε έτσι μέχρι την εφεύρεση της χημικής μπαταρίας και των ηλεκτρικών γεννητριών του τύπου που χρησιμοποιούμε σήμερα.
Πρώιμο βάζο Leyden γεμάτο νερό
Αργότερα πιο κοινός τύπος με χρήση μεταλλικού φύλλου, 1919
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι το βάζο Leyden;
Α: Το βάζο Leyden (ή βάζο Leiden) είναι μια συσκευή αποθήκευσης στατικού ηλεκτρισμού. Πρόκειται για ένα μεγάλο γυάλινο μπουκάλι που είναι συνήθως επενδεδυμένο εσωτερικά και εξωτερικά με κάποιο είδος μεταλλικού φύλλου. Κάποιοι πρώτοι είχαν νερό στο εσωτερικό τους, επιτρέποντας στους πειραματιστές να συλλέγουν μεγάλη ποσότητα φορτίου. Θεωρούνται η πρώτη μορφή ηλεκτρικής αποθήκευσης.
Ερ: Ποιος εφηύρε το πρώτο ηλεκτρικό βάζο αποθήκευσης;
Α: Το πρώτο ηλεκτρικό δοχείο αποθήκευσης δημιουργήθηκε από τον Ewald Georg von Kleist στις 11 Οκτωβρίου 1745. Εκείνη την εποχή ήταν πρωτοπρεσβύτερος του καθεδρικού ναού του Cammin στην Πομερανία, στη βόρεια ακτή της Γερμανίας.
Ερ: Πώς δημιούργησε ο φον Κλάιστ την εφεύρεσή του;
Α: Ο φον Κλάιστ χρησιμοποίησε μια μικρή πειραματική κρυσταλλική γεννήτρια και σκέφτηκε ότι θα μπορούσε να συλλάβει και να κρατήσει μια μικρή ποσότητα στατικού ηλεκτρισμού σε ένα μπουκάλι, γνωρίζοντας ότι ο ηλεκτρισμός δεν περνάει μέσα από το γυαλί. Υποτίμησε χιλιάδες φορές το πόσο ηλεκτρισμό μπορούσε πραγματικά να κρατήσει το μπουκάλι.
Ερ: Ποιο ιδιαίτερο χαρακτηριστικό επιτρέπει στην ηλεκτρική ενέργεια να συνεχίσει να ρέει στο βάζο Leyden;
Α: Η ιδιαιτερότητα του ηλεκτρισμού επιτρέπει τη συνέχιση της ροής του μέσα στη φιάλη με την προϋπόθεση ότι υπάρχει μια αγώγιμη επιφάνεια στη φιάλη, συνδεδεμένη με το έδαφος, η οποία εξουδετερώνει οποιαδήποτε πίεση προκαλείται από το φορτίο που προσπαθεί να ξαναβγεί προς τα έξω. Στην περίπτωση του φον Κλάιστ, αυτή η ηλεκτρικά αγώγιμη επιφάνεια ήταν μόνο το χέρι του, αλλά ήταν αρκετή για να τον προκαλέσει ηλεκτροπληξία όταν ακούμπησε κατά λάθος ένα καρφί που διαπερνούσε τον φελλό, ρίχνοντάς τον σε όλο το δωμάτιο.
Ερ: Ποιος ονόμασε αυτή την εφεύρεση "βάζο Leyden";
Α: Ο Pieter van Musschenbroek, ο οποίος εκείνη την εποχή ήταν ο επικεφαλής καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Leyden, ανακάλυψε ότι η αποθηκευτική του ικανότητα βελτιωνόταν σημαντικά μόνο με το να κρατιέται στο χέρι και έστειλε επιστολές σε Γάλλους επιστήμονες σχετικά με την ανακάλυψη αυτή, εξ ου και η ονομασία "βάζο Leyden".
Ε. Πόσο καιρό αυτή η εφεύρεση παρέμεινε το κύριο μέσο αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας;
Α: Το βάζο Leyden παρέμεινε το κύριο μέσο αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι την εφεύρεση των χημικών μπαταριών και των σύγχρονων γεννητριών πολλά χρόνια αργότερα.
