Generatorul Van de Graaff a fost inventat la începutul secolului al XX-lea. A fost folosit în diverse scopuri, în special, pentru cercetarea nucleară. Ulterior, aplicația sa restrâns. Astăzi îl puteți cumpăra ca jucărie și le puteți demonstra copiilor levitația diferitelor obiecte. De asemenea, puteți construi singur un generator. Apoi va deveni un excelent model de antrenament cu ajutorul căruia se desfășoară diverse experimente.
Trucuri pentru bebeluși
Vrei să creezi „magie”? Luați o pungă de plastic, tăiați ambele capete și legați cu o sfoară pentru a face o fundă. Apoi frecați bine o riglă obișnuită de plastic pe un articol de lână și aduceți-o la prova: zborul va începe …
De asemenea, puteți cumpăra o „baghetă magică” gata făcută, cu figurine cu care puteți face astfel de trucuri în magazin.
Dar cel mai simplu mod de a vedea „magia” este doar să mângâi pisica. Apoi puteți simți și vedea electricitatea statică rezultată.
Și iată o jucărie care repetă designulGenerator Van de Graaff, cu baterie. Când butonul este apăsat, la vârf se creează o încărcare electrostatică. Prin urmare, figurina o adoptă, iar încărcăturile cu același nume încep să se respingă reciproc. Deoarece figurina este sculptată într-un anumit fel, se „umflă” și capătă volum. Dacă încărcarea scade, atunci trebuie doar să apăsați din nou butonul „magic”.
Un pic de istorie
Desigur, generatorul Van de Graaff nu este doar jucării pentru copii. Fizicianul însuși și-a creat ideea pentru a efectua cercetări serioase în secțiunea de fizică atomică. Prima probă demonstrativă a fost făcută în 1929. Era de dimensiuni mici. Dimensiuni mai impresionante au fost obținute de generatorul Van de Graaff, montat pe șine pentru dirijabile. Modelul era format din doi stâlpi acoperiți cu sfere goale din aluminiu cu un diametru de cincisprezece picioare.
Instalațiile construite în 1931 și 1933 au atins o putere de șapte milioane de volți. Dar primul generator Van de Graaff a furnizat doar o încărcare de până la optzeci de kilovolți.
Principiul de funcționare
O bandă dielectrică de hârtie se rotește vertical în interior. Rola situată în partea de sus este un dielectric, iar cea inferioară este din metal și este conectată la pământ. Electrodul perie din sferă îndepărtează și furnizează încărcătura, care a fost distribuită uniform în sferă. În apropierea electrodului de dedesubt, aerul este ionizat, ionii utili se depun pe bandă, iar partea din acesta care urcă este încărcată.
Pentru a obține o diferență mare de potențial în acceleratoarele liniare de particule (care este scopul acestor generatoare), au fost folosite două sfere cu sarcini diferite. Într-unul dintre ele acumulat pozitiv, iar în celăl alt - negativ. Când concentrația a atins un anumit nivel, o descărcare electrică a sărit între ele. El a fost anchetat. Tensiunea aici a atins milioane de volți.
Anterior, dispozitivele erau folosite pentru cercetarea nucleară și accelerarea particulelor. După ce au apărut alte metode de accelerare, acestea au început să fie folosite mult mai rar în acest domeniu. În prezent, generatorul Van de Graaff este folosit mai ales pentru modelare. De exemplu, cu ajutorul lui, se imită evacuările de gaze naturale. În loc de benzi, instalațiile folosesc adesea lanțuri formate din plastic și zale de fier alternativ.
De ce aveți nevoie pentru a asambla singur dispozitivul
Modelul este ușor de construit singur din mijloace improvizate. Generatorul Van de Graaff, asamblat cu propriile mâini, este format din următoarele componente:
- creion;
- tăiere țevi pvc;
- cauciucuri;
- capse;
- folie de aluminiu;
- motor din jucării;
- bec spart;
- paste uscate din stilou;
- 9 volți;
- bandă adezivă;
- fire;
- panouri.
baterii
Toate elementele trebuie să fie uscate, precum și aerul din cameră. În caz contrar, designul pur și simplu nu va funcționa sau va, ci foarteslab.
Așa va ieși generatorul Van de Graaff. Fotografia de mai jos arată cum ar trebui să arate modelul.
Cum este făcut singur generatorul
În primul rând, se face o gaură pe scândură, care va deveni baza structurii. Burghiul este selectat cu un diametru adecvat, forma este sub forma unui stilou. Apoi se fac două găuri pe tub: sus și jos, pentru paste. Mai faceți două găuri: una chiar deasupra vârfului și a doua - perpendicular pe partea de jos.
În continuare, pasta trebuie curățată complet de cerneală. Tăiați o bucată corespunzătoare diametrului interior al țevii. Ei iau o agrafă, o îndreptă și taie o bucată suficient de lungă încât să iasă cu un centimetru din tub.
Banda dielectrică este realizată din bandă adezivă. Guma este lipită astfel încât ambele părți să fie și lipicioase.
Articolele pregătite sunt colectate.
Adăugați perii care colectează încărcare. În partea de jos, peria trece prin orificiu, iar vârful se face pufos. Periile ar trebui să fie aproape de elastic, dar să nu-l atingă. Partea superioară este trecută prin orificiul din partea de sus.
După aceea, cu ajutorul foliei de aluminiu, se lipește peste un bec care este deja inoperant. Firul de sus este atașat de folie. Lampa este introdusă deasupra structurii.
Pregătire pentru generatorul Van de Graaff.
Experimente
Dacă atașați mai multe fire la electrodul superior și aduceți mâinile mai aproape, acestea vor „stă pe cap” și se vor înfășura în jurul degetelor. Încercați să experimentați în întuneric.
Pentru a obține o tensiune mai puternică, conectați două generatoare.
O opțiune bună pentru experimente ar fi un borcan Leyden.
Cea mai faimoasă experiență este cea în care părul stă pe cap. Pentru a face acest lucru, stați pe un covor de cauciuc, scândură de lemn sau placaj. Mâna este plasată pe sferă (în timp ce generatorul trebuie oprit pentru a nu fi șocat). Când aparatul este pornit, va trece o scânteie, făcând părul să stea pe cap.
Generatorul ar trebui să fie descărcat după fiecare utilizare și să-l manevreze cu grijă extremă, deoarece curentul poate fi mortal pentru oameni.
