Van de Graaff-generatoren blev opfundet i begyndelsen af det tyvende århundrede. Det blev brugt til forskellige formål, især til nuklear forskning. Senere blev ansøgningen indsnævret. I dag kan du købe det som legetøj og demonstrere for børn svæven af forskellige genstande. Du kan også selv bygge en generator. Så bliver det en fremragende træningsmodel, som der udføres forskellige eksperimenter med.
Babytricks
Vil du skabe "magi"? Tag en plastikpose, klip begge ender af og bind med en snor for at lave en sløjfe. Gnid derefter en almindelig plastiklineal godt på en ulden genstand og bring den til stævnen: flyveturen begynder …
Du kan også købe en færdiglavet "tryllestav" med figurer, som du kan lave sådanne tricks med i butikken.
Men den nemmeste måde at se "magien" på er bare at klappe katten. Så kan du både mærke og se den resulterende statiske elektricitet.
Og her er et legetøj, der gentager designetVan de Graaff generator, batteridrevet. Når knappen trykkes ned, dannes en elektrostatisk ladning i spidsen. Derfor adopterer figuren den, og ladninger af samme navn begynder at frastøde hinanden. Da figuren er udskåret på en bestemt måde, "puster den op" og får volumen. Hvis ladningen svækkes, skal du bare trykke på den "magiske" knap igen.
Lidt historie
Van de Graaff-generatoren er selvfølgelig ikke kun børnelegetøj. Fysikeren selv skabte sin idé til at udføre seriøs forskning inden for atomfysiksektionen. Den første demonstrationsprøve blev lavet i 1929. Den var lille i størrelsen. Mere imponerende dimensioner blev opnået af Van de Graaff-generatoren, monteret på skinner til luftskibe. Modellen bestod af to søjler toppet med hule aluminiumskugler femten fod i diameter.
Installationerne bygget i 1931 og 1933 nåede en effekt på syv millioner volt. Men kun en ladning på op til firs kilovolt blev leveret af den første Van de Graaff-generator.
Driftsprincip
Et dielektrisk papirbånd roterer lodret indeni. Rullen placeret øverst er et dielektrisk, og den nederste er lavet af metal og er forbundet med jorden. Børsteelektroden i kuglen fjerner og tilfører ladningen, som blev fordelt jævnt i kuglen. I nærheden af elektroden nedenunder ioniseres luften, nyttige ioner sætter sig på båndet, og den del af det, der går op, oplades.
For at få en høj potentialforskel i lineære partikelacceleratorer (hvilket er, hvad disse generatorer var til), blev der brugt to kugler med forskellige ladninger. I en af dem akkumulerede positive, og i den anden - negative. Da koncentrationen nåede et vist niveau, sprang en elektrisk udladning mellem dem. Det var ham, der blev undersøgt. Spændingen her nåede millioner af volt.
Tidligere blev enheder brugt til nuklear forskning og partikelacceleration. Efter at andre metoder til acceleration dukkede op, begyndte de at blive brugt meget sjældnere i dette område. I øjeblikket bruges Van de Graaff-generatoren mest til modellering. For eksempel efterlignes naturgasudledninger med dens hjælp. I stedet for bånd bruger installationer ofte kæder bestående af plastik- og jernled på skift.
Hvad du skal bruge for at samle enheden selv
Modellen er nem at bygge selv ud fra improviserede midler. Van de Graaff-generatoren, samlet med egne hænder, består af følgende komponenter:
- pencil;
- pvc-rørskæring;
- gummi;
- hæfteklammer;
- aluminiumsfolie;
- motor fra legetøj;
- ødelagt pære;
- tørre pastaer fra pennen;
- 9 volt batterier;
- klæbende tape;
- ledninger;
- tavler.
Alle elementer skal være tørre, samt luften i rummet. Ellers vil designet simpelthen ikke fungere eller vil, men megetsvagt.
Sådan vil Van de Graaff-generatoren blive. Billedet nedenfor viser, hvordan modellen skal se ud.
Hvordan generatoren er lavet af dig selv
Først bores et hul på planken, som bliver bunden af strukturen. Boret er valgt med en passende diameter, formen er i form af en pen. Derefter laves to huller på røret: top og bund, til pastaer. Lav to huller mere: et lige over toppen og det andet - vinkelret på bunden.
Dernæst skal pastaen være fuldstændig renset for blæk. Skær et stykke ud svarende til rørets indvendige diameter. De tager en papirclips, retter den ud og skærer et stykke af længe nok, så det stikker en centimeter ud af røret.
Dielektrisk tape er lavet af selvklæbende tape. Gummiet er limet, så begge sider også er klistrede.
Forberedte varer er samlet.
Tilføj børster, der opsamler ladning. I bunden passerer børsten gennem hullet, og spidsen gøres luftig. Børsterne skal være tæt på elastikken, men ikke røre ved den. Toppen føres gennem hullet i toppen.
Derefter klistres en pære, der allerede er ude af drift, ved hjælp af aluminiumsfolie. Den øverste wire er fastgjort til folien. Lampen indsættes oven på strukturen.
Van de Graaff generatortræning klar.
Eksperimenter
Hvis du fastgør flere tråde til den øverste elektrode og bringer dine hænder tættere på, vil de "stå på enden" og vikle dig om dine fingre. Prøv at eksperimentere i mørket.
For at få en kraftigere spænding skal du tilslutte to generatorer.
En god mulighed for eksperimenter ville være en Leyden-krukke.
Den mest berømte oplevelse er den, hvor håret rejser sig. For at gøre dette skal du stå på en gummimåtte, træplade eller krydsfiner. Hånden placeres på kuglen (mens generatoren skal være slukket for ikke at blive stødt). Når apparatet tændes, vil en gnist passere, hvilket får håret til at rejse sig.
Generatoren skal aflades efter hver brug og håndtere den med ekstrem forsigtighed, da strømmen kan være dødelig for mennesker.
