Van de Graaff-generatoren ble oppfunnet på begynnelsen av det tjuende århundre. Den ble brukt til forskjellige formål, spesielt til kjernefysisk forskning. Senere sm alt søknaden. I dag kan du kjøpe det som et leketøy og demonstrere for barn levitasjonen av forskjellige gjenstander. Du kan også bygge en generator selv. Da blir det en utmerket treningsmodell som det utføres ulike eksperimenter med.
Babytriks
Vil du lage "magi"? Ta en plastpose, klipp av begge ender og knyt med en snor for å lage en sløyfe. Gni så en vanlig plastlinjal godt på en ullgjenstand og ta den med til baugen: flyturen begynner …
Du kan også kjøpe en ferdig "tryllestav" med figurer som du kan gjøre slike triks med i butikken.
Men den enkleste måten å se "magien" på er bare å klappe katten. Da kan du både føle og se den resulterende statiske elektrisiteten.
Og her er en leke som gjentar designetVan de Graaff generator, batteridrevet. Når knappen trykkes, dannes en elektrostatisk ladning på spissen. Derfor adopterer figuren den, og ladninger med samme navn begynner å frastøte hverandre. Siden figuren er skåret ut på en bestemt måte, "blåses den opp" og får volum. Hvis ladningen svekkes, trenger du bare å trykke på den "magiske" knappen igjen.
Litt av historien
Van de Graaff-generatoren er selvfølgelig ikke bare barneleker. Fysikeren selv skapte sitt hjernebarn for å utføre seriøs forskning innen atomfysikkseksjonen. Den første demonstrasjonsprøven ble laget i 1929. Den var liten i størrelsen. Mer imponerende dimensjoner ble oppnådd av Van de Graaff-generatoren, montert på skinner for luftskip. Modellen besto av to søyler toppet med hule aluminiumskuler femten fot i diameter.
Installasjonene bygget i 1931 og 1933 nådde en effekt på syv millioner volt. Men bare en ladning på opptil åtti kilovolt ble levert av den første Van de Graaff-generatoren.
Driftsprinsipp
En dielektrisk tape av papir roterer vertik alt på innsiden. Rullen som er plassert på toppen er et dielektrisk, og den nedre er laget av metall og er koblet til bakken. Børsteelektroden i kulen fjerner og tilfører ladningen, som ble fordelt jevnt i kulen. I nærheten av elektroden under ioniseres luften, nyttige ioner legger seg på båndet, og den delen av den som går opp lades.
For å få en høy potensialforskjell i lineære partikkelakseleratorer (som er hva disse generatorene var for), ble det brukt to kuler med forskjellige ladninger. I en av dem akkumulerte positive, og i den andre - negative. Når konsentrasjonen nådde et visst nivå, hoppet en elektrisk utladning mellom dem. Det var han som ble etterforsket. Spenningen her nådde millioner av volt.
Tidligere ble enheter brukt til kjernefysisk forskning og partikkelakselerasjon. Etter at andre metoder for akselerasjon dukket opp, begynte de å bli brukt mye sjeldnere i dette området. For tiden brukes Van de Graaff-generatoren mest til modellering. For eksempel, med dens hjelp, imiteres naturgassutslipp. I stedet for bånd bruker installasjoner ofte kjeder som består av plast- og jernlenker vekselvis.
Hva du trenger for å montere enheten selv
Modellen er enkel å bygge selv fra improviserte virkemidler. Van de Graaff-generatoren, satt sammen med egne hender, består av følgende komponenter:
- pencil;
- pvc-rørskjæring;
- rubbers;
- stifter;
- aluminiumsfolie;
- motor fra leker;
- ødelagt pære;
- tørre pastaer fra pennen;
- 9 volts batterier;
- klebende tape;
- wires;
- boards.
Alle elementer skal være tørre, samt luften i rommet. Ellers vil designen rett og slett ikke fungere eller vil, men veldigsvakt.
Slik vil Van de Graaff-generatoren bli. Bildet nedenfor viser hvordan modellen skal se ut.
Hvordan generatoren er laget av deg selv
Først bores det et hull på planken, som blir bunnen av strukturen. Boret er valgt med en passende diameter, formen er i form av en penn. Deretter lages to hull på røret: topp og bunn, for pastaer. Lag to hull til: ett like over toppen, og det andre - vinkelrett på bunnen.
Deretter må pastaen være fullstendig renset for blekk. Skjær ut et stykke som tilsvarer rørets indre diameter. De tar en binders, retter den og klipper av en bit som er lang nok til at den stikker en centimeter ut av røret.
Dielektrisk tape er laget av selvklebende tape. Tannkjøttet limes slik at begge sider også er klissete.
Forberedte varer hentes.
Legg til børster som samler opp ladning. I bunnen passerer børsten gjennom hullet, og spissen gjøres luftig. Børstene skal være nær strikken, men ikke berøre den. Toppen tres gjennom hullet på toppen.
Deretter, ved hjelp av aluminiumsfolie, limes en lyspære som allerede er ute av drift, over. Den øverste ledningen er festet til folien. Lampen settes inn på toppen av strukturen.
Van de Graaff generatoropplæring klar.
Eksperimenter
Hvis du fester flere tråder til den øvre elektroden og tar hendene nærmere, vil de "stå på enden" og vikle seg rundt fingrene. Prøv å eksperimentere i mørket.
For å få en kraftigere spenning, koble til to generatorer.
Et godt alternativ for eksperimenter ville være en Leyden-krukke.
Den mest kjente opplevelsen er den der håret reiser seg. For å gjøre dette, stå på en gummimatte, treplate eller kryssfiner. Hånden legges på kulen (mens generatoren må være slått av for ikke å bli sjokkert). Når apparatet er slått på, vil det gå en gnist som får håret til å reise seg.
Generatoren bør utlades etter hver bruk og håndtere den med ekstrem forsiktighet, da strømmen kan være dødelig for mennesker.
