Generaattori Van de Graaf: laite, käyttö- ja käyttöperiaate

Van de Graafin generaattori keksittiin alussavuosisadalla. Sitä käytettiin eri tarkoituksiin, erityisesti ydintutkimukseen. Myöhemmin sovellus kaventui. Tänään voit ostaa sen leluina ja näyttää sen lapsille levitettäessä erilaisia ​​esineitä. Myös generaattori voidaan rakentaa itsenäisesti. Sitten siitä tulee erinomainen koulutusmalli, jolla tehdään erilaisia ​​kokeita.

Lasten temppuja

Haluatko luoda "taikuutta"? Ota laukku polyeteeniä, leikkaa molemmat päät ja sitota se lankaan jousen tekemiseksi. Sitten tavallinen hallitsija muovista, hankaa sitä varovasti villaa ja tuo se keula: lento alkaa ...

Valmis "taikasauvaa", jolla on hahmoja, joiden avulla voit tehdä tällaisia ​​temppuja, voit ostaa ja ostaa kaupasta.

Mutta helpoin tapa nähdä "taikuutta" on vain lemmikkieläinten kissa. Sitten voit tuntea ja nähdä staattisen sähkön, joka on syntynyt.

Mutta lelu, joka toistaa generaattorin suunnitteluaVan de Graaf, powered by ladattava akku. Kun painiketta painetaan, syntyy sähköstaattinen varaus kärjessä. Siksi luku hyväksyy sen, ja samannimiset maksut alkavat torjua toisiaan. Koska kuva on veistetty tietyllä tavalla, se on "täytetty" ja se saa äänenvoimakkuutta. Jos maksu heikkenee, sinun on vain painettava "magic" -painiketta uudelleen.

Hieman historiaa

Van de Graaffin generaattori ei tietenkään ole pelkästäänlasten leluja. Itse fyysikko loi aatikonsa vakavaan tutkimukseen atomifysiikan osassa. Ensimmäinen esittelyn näyte tehtiin vuonna 1929. Se oli pieni. Van de Graaf -generaattori sai näkyvämpiä ulottuvuuksia kiskoille ilmalaivoille. Malli koostui kahdesta pylväästä, joiden päälle sijoitettiin alumiinin onttoja palloja, joiden halkaisija oli viisitoista jalkaa.

Vuonna 1931 ja 1933 rakennetut tilat saavuttivat seitsemän miljoonaa volttia. Mutta van de Graafin ensimmäinen generaattori sai vain enintään kahdeksankymmentä kilovoltin maksua.

Toiminnan periaate

Sisällä pyörii pystysuoraan dielektristäpaperin nauha. Yläosassa oleva rulla on dielektrinen, pohja on metallista ja se on kytketty maahan. Pallon harjaelektrodi poistaa ja antaa latauksen, joka jakautuu tasaisesti palloon. Alla olevan elektrodin vieressä ilma on ionisoitu, käyttökelpoiset ionit kiinnittyvät nauhalle ja osa, joka menee ylös, ladataan.

Jotta voimakas potentiaaliero olisi suurihiukkasten lineaarisia kiihdyttimiä (joita varten nämä generaattorit tarvittiin), käytettiin kahta erilaisen varauksen omaavaa palloa. Yhdessä heistä kertyy positiivisia ja muita negatiivisia. Kun pitoisuus saavutti tietyn tason, sähköinen purkaus liukui niiden väliin. Hänet tutkittiin. Tänne jännite oli miljoonia voltteja.

Aikaisemmin laitteita käytettiin ydinvoimaloissahiukkasten tutkimus ja kiihtyvyys. Kun oli muita kiihdytystapoja, niitä alettiin käyttää tällä alalla paljon harvemmin. Tällä hetkellä Van de Graaffin generaattoria käytetään lähinnä mallinnukseen. Käyttämällä sitä esimerkiksi simuloi maakaasupäästöjä. Nauhojen sijaan asennukset käyttävät usein ketjuja, jotka koostuvat muovista ja raudasta.

Mitä sinun tarvitsee rakentaa laite itse

Mallia on helppo rakentaa itse improvisoiduista keinoista. Generaattori Van de Graaf, joka on koottu omiin käsiinsä, koostuu seuraavista osista:

• lyijykynä;
• leikkaamalla PVC putki;
• kuminauhat;
• paperiliittimet;
• alumiinifolio;
• moottori lelusta;
• tyhjäkäyntivalo;
• kuivat tahnat kahvalta;
• paristot yhdeksälle voltille;
• Scotch nauha;
• lanka;
• tablettia.

Kaikkien elementtien on oltava kuivia sekä huoneen ilmaa. Muussa tapauksessa suunnittelu ei toimi tai tulee olemaan, mutta erittäin heikosti.

Siten generaattori Van de Graaf tulee esiin. Alla oleva kuva näyttää mallin näyttävän.

Miten generaattori tehdään itsenäisesti

Ensin poraa reikä laudalle, mikätulee rakentamisen perusta. Pora valitaan sopivalla halkaisijalla, jonka muoto on sulka. Sitten putkessa tehdään kaksi reikää: ylä- ja alareunat, tahnat. Tee kaksi reikää: yksi hieman ylhäältä ja toinen - kohtisuorassa alempi.

Seuraavaksi tahna on puhdistettava kokonaan musteesta. Leikkaa kappale, joka vastaa putken sisäpuolista halkaisijaa. Ota paperiliitin, suorista ja leikkaa riittävän pitkä kappale niin, että se työntyy putkesta senttimetrillä.

Teippiä käytetään dielektrisen nauhan valmistamiseen. Kuminauha on liimattu niin, että molemmat puolet ovat myös tahmeita.

Valmistetut elementit kerätään.

Lisää harjat, jotka keräävät maksun. Harjan alaosassa kulkee reiän läpi, ja kärki tehdään pörröiseksi. Harjat tulee olla lähellä joustavaa nauhaa, mutta älä kosketa sitä. Ylempi kulkee yläreunan reiän läpi.

Tämän jälkeen käytettiin alumiinifolioa, joka ei toimi valaisimella. Yläviira on kiinnitetty kalvoon. Lamppu sijoitetaan rakenteen päälle.

Van de Graafin generaattori on valmis.

kokeiluja

Jos useampia kierteitä on kiinnitetty ylempään elektrodiin ja kädet tuodaan lähemmäksi, ne "pysyvät kiinni" ja kierrä niiden sormet niiden ympärille. Yritä tehdä kokeita pimeässä.

Jotta voimakkaampi jännite saadaan, yhdistä kaksi generaattoria.

Hyvä kokeiluvaihtoehto on Leyden-pankki.

Tunnetuin kokemus on yksi niistähiukset seisoo päähän. Tehdäksesi tämän sinun pitää seistä kumimatolla, puulevyllä tai vanerilla. Käsin asetetaan pallo (samaan aikaan generaattori on kytkettävä pois päältä, jotta sähkövirta ei pääse törmäämään). Kytkemisen jälkeen kipinöinti kulkee, jolloin hiukset pysyvät loppuun.

Generaattori on purettava jokaisen käytön jälkeen ja työskennellä hänen kanssaan erittäin huolellisesti, koska virta voi olla tappava ihmisille.