Van de Graaff -generaattori keksittiin 1900-luvun alussa. Sitä käytettiin erilaisiin tarkoituksiin, erityisesti ydintutkimukseen. Myöhemmin sovellus kavensi. Nykyään voit ostaa sen leluna ja esitellä lapsille erilaisten esineiden levitaatiota. Voit myös rakentaa generaattorin itse. Silloin siitä tulee erinomainen harjoitusmalli, jolla tehdään erilaisia kokeita.
Vauvan temppuja
Haluatko luoda "taikaa"? Ota muovipussi, leikkaa molemmat päät irti ja solmi nyörillä rusetti. Hiero sitten tavallinen muovinen viivain hyvin villaesineeseen ja tuo se keulaan: lento alkaa …
Kaupasta voi ostaa myös valmiin "taikasauvan" figuureineen, joilla voit tehdä sellaisia temppuja.
Mutta helpoin tapa nähdä "taika" on vain silittää kissaa. Sitten voit sekä tuntea että nähdä tuloksena olevan staattisen sähkön.
Ja tässä on lelu, joka toistaa mallinVan de Graaff generaattori, akkukäyttöinen. Kun painiketta painetaan, kärkeen syntyy sähköstaattinen varaus. Siksi hahmo omaksuu sen, ja samannimiset panokset alkavat karkottaa toisiaan. Koska hahmo on kaiverrettu tietyllä tavalla, se "täyttyy" ja saa volyymia. Jos lataus heikkenee, sinun tarvitsee vain painaa "taika"-painiketta uudelleen.
Hieman historiaa
Van de Graaff -generaattori ei tietenkään ole vain lasten leluja. Fyysikko itse loi ideansa suorittaakseen vakavaa tutkimusta atomifysiikan osassa. Ensimmäinen esittelynäyte tehtiin vuonna 1929. Se oli kooltaan pieni. Vaikuttavammat mitat saatiin ilmalaivojen kiskoille asennetulla Van de Graaff -generaattorilla. Malli koostui kahdesta pilarista, joiden päällä oli onttoja alumiinipalloja, joiden halkaisija oli viisitoista jalkaa.
Vuonna 1931 ja 1933 rakennetut laitteistot saavuttivat seitsemän miljoonan voltin tehon. Mutta ensimmäinen Van de Graaff -generaattori tarjosi vain 80 kilovoltin latauksen.
Toimintaperiaate
Paperidielektrinen teippi pyörii pystysuunnassa sisällä. Yläosassa oleva rulla on eriste, ja alempi on metallia ja on kytketty maahan. Pallossa oleva harjaelektrodi poistaa ja syöttää varauksen, joka jakautui tasaisesti palloon. Alla olevan elektrodin lähellä ilma on ionisoitunut, hyödylliset ionit laskeutuvat nauhalle ja se osa, joka nousee ylös, varautuu.
Korkean potentiaalieron saamiseksi lineaarisissa hiukkaskiihdyttimissä (johon nämä generaattorit oli tarkoitettu), käytettiin kahta palloa, joilla oli erilaiset varaukset. Yhdessä niistä kertyi positiivista ja toisessa negatiivista. Kun pitoisuus saavutti tietyn tason, sähköpurkaus hyppäsi niiden väliin. Häntä tutkittiin. Jännite saavutti täällä miljoonia voltteja.
Aiemmin laitteita käytettiin ydintutkimukseen ja hiukkaskiihdytykseen. Muiden kiihdytysmenetelmien ilmestymisen jälkeen niitä alettiin käyttää paljon harvemmin tällä alueella. Tällä hetkellä mallintamiseen käytetään enimmäkseen Van de Graaff -generaattoria. Esimerkiksi sen avulla jäljitellään maakaasupäästöjä. Asennuksissa käytetään usein nauhojen sijaan vuorotellen muovi- ja rautalenkkeistä koostuvia ketjuja.
Mitä tarvitset laitteen kokoamiseen itse
Malli on helppo rakentaa itse improvisoiduista keinoista. Omin käsin koottu Van de Graaff -generaattori koostuu seuraavista osista:
- kynä;
- pvc-putkien leikkaus;
- kumit;
- niitit;
- alumiinifolio;
- moottori leluista;
- polttimo rikki;
- kuivapastat kynästä;
- 9 voltin paristot;
- teippi;
- johdot;
- laudat.
Kaikkien elementtien on oltava kuivia, samoin kuin huoneen ilman. Muuten suunnittelu ei yksinkertaisesti toimi tai toimi, mutta hyvinheikosti.
Näin Van de Graaff -generaattorista tulee. Alla oleva kuva näyttää, miltä mallin pitäisi näyttää.
Kuinka generaattori tehdään itse
Ensin lankkuun porataan reikä, josta tulee rakenteen pohja. Pora valitaan sopivalla halkaisijalla, muoto on kynän muotoinen. Sitten putkeen tehdään kaksi reikää: ylhäältä ja alha alta tahnoille. Tee vielä kaksi reikää: yksi yläreunan yläpuolelle ja toinen - kohtisuoraan pohjaan nähden.
Seuraavaksi tahna on puhdistettava kokonaan musteesta. Leikkaa putken sisähalkaisijaa vastaava pala. He ottavat paperiliittimen, suoristavat sen ja leikkaavat irti riittävän pitkän palan, jotta se työntyy sentin putkesta.
Dielektrinen teippi on valmistettu teipistä. Purukumi liimataan niin, että molemmat puolet ovat myös tahmeita.
Valmiit tuotteet kerätään.
Lisää siveltimiä, jotka keräävät latausta. Pohjassa harja kulkee reiän läpi ja kärjestä tulee pörröinen. Harjojen tulee olla lähellä kuminauhaa, mutta eivät kosketa sitä. Yläosa pujotetaan yläreiän läpi.
Sen jälkeen alumiinifolion avulla liimataan päälle jo toimimaton hehkulamppu. Ylälanka on kiinnitetty kalvoon. Lamppu asetetaan rakenteen päälle.
Van de Graaff generaattorikoulutus valmis.
Kokeilut
Jos kiinnität useita lankoja ylempään elektrodiin ja tuot kätesi lähemmäksi, ne "pysyvät pystyssä" ja kietoutuvat sormiesi ympärille. Kokeile kokeilla pimeässä.
Saat tehokkaamman jännitteen yhdistämällä kaksi generaattoria.
Hyvä vaihtoehto kokeisiin olisi Leydenin purkki.
Kuuluisin kokemus on se, jossa hiukset nousevat pystyssä. Voit tehdä tämän seisomalla kumimatolla, puulevyllä tai vanerilla. Käsi asetetaan pallon päälle (kun generaattori on sammutettava, jotta se ei järkyttyisi). Kun laite käynnistetään, siitä tulee kipinä, jolloin hiukset nousevat pystyssä.
Generaattori tulee purkaa jokaisen käyttökerran jälkeen ja käsitellä sitä äärimmäisen varovasti, sillä virta voi olla tappava ihmisille.
