حياته المبكرة والتعليم
ولد جيمس ويمشورست في بوبلار، لندن، في 13 أبريل 1832. تلقى تعليمه في مدرسة ستيبني راذرهايث، حيث أظهر تفوقًا في الرياضيات والعلوم. كان شغفه بالهندسة واضحًا منذ صغره، وقضى وقت فراغه في بناء النماذج والعبث بالأجهزة الميكانيكية.
بعد الانتهاء من تعليمه الرسمي، بدأ ويمشورست فترة تدريب مهني في شركة بناء سفن مرموقة. أكسبه هذا التدريب خبرة عملية لا تقدر بثمن في مجال الهندسة الميكانيكية وبناء السفن، وهي مهارات ستثبت لاحقًا أنها حاسمة في اختراعاته.
مسيرته المهنية
بعد الانتهاء من تدريبه المهني، انضم ويمشورست إلى شركة Lloyd’s Register of Shipping، وهي منظمة بريطانية شهيرة لتصنيف السفن. أمضى معظم حياته المهنية في هذه الشركة، حيث ارتفع في الرتب ليصبح كبير المساحين البحريين. سمح له منصبه بالسفر على نطاق واسع وفحص السفن في جميع أنحاء العالم، مما منحه فهمًا شاملاً للتكنولوجيا البحرية والهندسة.
بالإضافة إلى عمله في Lloyd’s Register، كان ويمشورست مخترعًا غزير الإنتاج. كرس جزءًا كبيرًا من وقت فراغه لتصميم وبناء الأجهزة الكهربائية، وكان معروفًا بشكل خاص بعمله في تطوير المولدات الكهروستاتيكية.
آلة ويمشورست
آلة ويمشورست هي مولد كهروستاتيكي عالي الجهد تم تطويره بين عامي 1880 و 1883. تتميز الآلة بمظهر مميز مع قرصين دوارين متعاكسين مصنوعين من الزجاج أو البلاستيك. تحمل هذه الأقراص قطاعات معدنية صغيرة، وعندما تدور الأقراص، يتم توليد الشحنات الكهربائية عن طريق الحث الكهروستاتيكي. يتم جمع هذه الشحنات بواسطة فرش معدنية وتخزينها في مكثفات ليدن، مما ينتج عنه جهد كهربائي عالي.
تعتبر آلة ويمشورست تحسينًا كبيرًا على المولدات الكهروستاتيكية السابقة. إنها أكثر كفاءة وموثوقية من سابقاتها، وقادرة على توليد كميات كبيرة من الكهرباء الساكنة. أصبحت الآلة شائعة بسرعة في المختبرات العلمية والمظاهرات التعليمية، ولا تزال تستخدم حتى اليوم لأغراض مماثلة.
مبدأ العمل: تعتمد آلة ويمشورست على مبادئ الحث الكهروستاتيكي والتأثير التراكمي للشحنات. عندما تدور الأقراص، تتراكم الشحنات الصغيرة على القطاعات المعدنية. يتم نقل هذه الشحنات إلى المكثفات، مما يزيد الجهد تدريجيًا حتى يتم تحقيق جهد عالٍ.
مكونات الآلة: تتكون آلة ويمشورست من عدة مكونات رئيسية:
- الأقراص الدوارة: قرصان مصنوعان من الزجاج أو البلاستيك، يدوران في اتجاهين متعاكسين.
- القطاعات المعدنية: قطع معدنية صغيرة مثبتة على سطح الأقراص.
- الفرش المعدنية: تجمع الشحنات الكهربائية من القطاعات.
- مكثفات ليدن: تخزن الشحنات الكهربائية وتزيد الجهد.
- الأقطاب الكهربائية: نقاط يتم عندها تفريغ الكهرباء الساكنة.
استخدامات الآلة: تستخدم آلة ويمشورست في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك:
- المظاهرات العلمية: لإظهار مبادئ الكهرباء الساكنة.
- الأبحاث العلمية: لتوليد جهد عالٍ للتجارب.
- الأغراض التعليمية: لتدريس مفاهيم الكهرباء الساكنة.
- العلاج الطبي: في الماضي، تم استخدامها في بعض العلاجات الطبية البدائية (غير معتمدة حاليًا).
اختراعات أخرى
على الرغم من أن ويمشورست اشتهر بآلة ويمشورست، إلا أنه قدم أيضًا مساهمات كبيرة في مجالات أخرى من الهندسة الكهربائية. قام بتصميم وبناء مجموعة متنوعة من الأجهزة الكهربائية، بما في ذلك:
- مولدات الحث: قام بتطوير أنواع مختلفة من مولدات الحث، والتي تستخدم مبادئ الحث الكهرومغناطيسي لتوليد الكهرباء.
- أجهزة الأشعة السينية: كان من أوائل الرواد في مجال الأشعة السينية، وقام ببناء أجهزته الخاصة لإنتاج صور الأشعة السينية.
- أجهزة الاتصالات اللاسلكية: أجرى تجارب على الاتصالات اللاسلكية، قبل وقت طويل من اختراع الراديو.
لم يسجل ويمشورست براءات اختراع للعديد من اختراعاته، معتقدًا أن المعرفة العلمية يجب أن تكون متاحة بحرية للجميع. ومع ذلك، تم الاعتراف على نطاق واسع بمساهماته في مجال الهندسة الكهربائية، وحظي باحترام كبير من قبل زملائه.
الحياة الشخصية والوفاة
تزوج جيمس ويمشورست من كلارا أتوود في عام 1857. كان لديهم ستة أطفال، خمس بنات وولد واحد. كان ويمشورست رجلًا متواضعًا وهادئًا، وفضل قضاء وقته في مختبره على السعي وراء الشهرة أو الثروة. كان يتمتع بسمعة طيبة لكونه رجلًا ذا ضمير حي وموهوبًا، وكان يحظى بتقدير كبير من قبل أصدقائه وزملائه.
توفي جيمس ويمشورست في منزله في كلافام، لندن، في 3 يناير 1903، عن عمر يناهز 70 عامًا. ترك وراءه إرثًا دائمًا كمخترع ومهندس موهوب، ومساهماته في مجال الهندسة الكهربائية لا تزال موضع تقدير حتى اليوم.
تكريم
على الرغم من تواضعه وتجنبه الأضواء، فقد تم تكريم جيمس ويمشورست لعمله طوال حياته. انتخب زميلًا في الجمعية الملكية في عام 1898، وهي واحدة من أعلى الجوائز التي يمكن أن يحصل عليها عالم بريطاني. كما حصل على العديد من الجوائز والأوسمة الأخرى لعمله في مجال الهندسة الكهربائية.
اليوم، يتم تذكر جيمس ويمشورست كشخصية رائدة في تاريخ الكهرباء. لا تزال آلة ويمشورست الخاصة به تستخدم في المظاهرات العلمية والأغراض التعليمية، ويعيش إرثه كمخترع ومهندس من خلال عمل العديد من العلماء والمهندسين الذين استلهموا من مساهماته.
خاتمة
كان جيمس ويمشورست مخترعًا ومهندسًا إنجليزيًا موهوبًا، اشتهر بشكل خاص بتطوير آلة ويمشورست الكهروستاتيكية. على الرغم من أنه لم يسجل براءات اختراع للعديد من اختراعاته، إلا أنه قدم مساهمات كبيرة في مجالات الهندسة الكهربائية والأشعة السينية والاتصالات اللاسلكية. كان ويمشورست رجلًا متواضعًا ومتفانيًا، وتم الاعتراف به على نطاق واسع لمساهماته في العلوم والتكنولوجيا.