Генераторът на Ван де Грааф е изобретен в началото на двадесети век. Използван е за различни цели, по-специално за ядрени изследвания. По-късно приложението се стеснява. Днес можете да го купите като играчка и да демонстрирате на децата левитацията на различни предмети. Можете също така сами да изградите генератор. Тогава той ще се превърне в отличен модел за обучение, с който се провеждат различни експерименти.
Бебешки трикове
Искате ли да създадете "магия"? Вземете найлонов плик, отрежете двата края и завържете с връв, за да направите лък. След това разтрийте добре обикновена пластмасова линийка върху вълнен предмет и го донесете до носа: полетът ще започне …
Можете да закупите и готова "магическа пръчка" с фигурки, с които да правите такива трикове в магазина.
Но най-лесният начин да видите "магията" е просто да погалите котката. Тогава можете едновременно да усетите и видите полученото статично електричество.
И ето една играчка, която повтаря дизайнаГенератор на Van de Graaff, захранван от батерии. При натискане на бутона на върха се създава електростатичен заряд. Следователно фигурката я приема и едноименните заряди започват да се отблъскват. Тъй като фигурката е издълбана по определен начин, тя се "надува" и получава обем. Ако зарядът отслабне, просто трябва да натиснете отново бутона "магия".
Малко история
Разбира се, генераторът на Van de Graaff не е само детски играчки. Самият физик създава своето дете, за да провежда сериозни изследвания в раздела на атомната физика. Първата демонстрационна проба е направена през 1929 г. Беше малък по размер. По-впечатляващи размери бяха получени от генератора на Ван де Грааф, монтиран на релси за дирижабли. Моделът се състоеше от два стълба, покрити с кухи алуминиеви сфери с диаметър петнадесет фута.
Инсталациите, построени през 1931 и 1933 г., достигат мощност от седем милиона волта. Но само заряд до осемдесет киловолта беше осигурен от първия генератор на Ван де Грааф.
Принцип на действие
Хартиена диелектрична лента се върти вертикално вътре. Ролката, разположена в горната част, е диелектрик, а долната е изработена от метал и е свързана със земята. Четковият електрод в сферата премахва и доставя заряда, който е разпределен равномерно в сферата. В близост до електрода отдолу въздухът се йонизира, полезни йони се утаяват върху лентата и частта от нея, която се издига, се зарежда.
За да се получи висока потенциална разлика в линейните ускорители на частици (за което са били тези генератори), бяха използвани две сфери с различни заряди. В единия от тях натрупани положителни, а в другия - отрицателни. Когато концентрацията достигна определено ниво, между тях скочи електрически разряд. Именно той беше разследван. Тук напрежението достигна милиони волта.
По-рано устройствата бяха използвани за ядрени изследвания и ускорение на частиците. След като се появиха други методи за ускорение, те започнаха да се използват много по-рядко в тази област. В момента генераторът на Van de Graaff се използва предимно за моделиране. Например, с негова помощ се имитират изхвърлянията на природен газ. Вместо ленти, инсталациите често използват вериги, състоящи се от пластмасови и железни връзки.
Какво ви трябва, за да сглобите устройството сами
Моделът е лесен за изграждане от импровизирани средства. Генераторът на Van de Graaff, сглобен със собствените му ръце, се състои от следните компоненти:
- молив;
- рязане на pvc тръби;
- гумени;
- скоби;
- алуминиево фолио;
- двигател от играчки;
- счупена крушка;
- сухи пасти от писалката;
- 9 волтови батерии;
- залепваща лента;
- проводници;
- бордове.
Всички елементи трябва да са сухи, както и въздухът в стаята. В противен случай дизайнът просто няма да работи или ще работи, но многослабо.
Ето как ще се получи генераторът на Van de Graaff. Снимката по-долу показва как трябва да изглежда моделът.
Как се прави генераторът от вас
Първо се пробива дупка върху дъската, която ще стане основата на конструкцията. Свредлото се избира с подходящ диаметър, формата е под формата на химикалка. След това се правят два отвора на тръбата: отгоре и отдолу, за пасти. Направете още две дупки: едната точно над горната част, а втората - перпендикулярна на дъното.
След това пастата трябва да бъде напълно почистена от мастило. Изрежете парче, съответстващо на вътрешния диаметър на тръбата. Те вземат кламер, изправят го и отрязват парче достатъчно дълго, така че да стърчи на сантиметър от тръбата.
Диелектричната лента е направена от самозалепваща лента. Дъвката е залепена, така че двете страни също са лепкави.
Подготвените артикули са събрани.
Добавете четки, които събират такса. В долната част четката преминава през отвора, а върхът се прави пухкав. Четките трябва да са близо до ластика, но да не го докосват. Горната част се провива през отвора в горната част.
След това с помощта на алуминиево фолио се залепва вече неработеща крушка. Горният проводник е прикрепен към фолиото. Лампата е поставена върху конструкцията.
Обучение за генератор на Ван де Грааф е готово.
Експерименти
Ако прикрепите няколко нишки към горния електрод и приближите ръцете си, те ще „застанат на едно място“и ще се увият около пръстите ви. Опитайте да експериментирате в тъмното.
За да получите по-мощно напрежение, свържете два генератора.
Добър вариант за експерименти би бил буркан от Leyden.
Най-известното преживяване е това, при което косата настръхва. За да направите това, застанете върху гумена постелка, дървена дъска или шперплат. Ръката се поставя върху сферата (докато генераторът трябва да бъде изключен, за да не бъде шокиран). Когато уредът е включен, ще премине искра, което ще доведе до настръхване на косата.
Генераторът трябва да се разрежда след всяка употреба и да се работи с него изключително внимателно, тъй като токът може да бъде смъртоносен за хората.
