Van de Graaffov generator izumljen je početkom dvadesetog stoljeća. Koristio se u razne svrhe, posebice za nuklearna istraživanja. Kasnije se aplikacija suzila. Danas ga možete kupiti kao igračku i djeci demonstrirati levitaciju raznih predmeta. Također možete sami izraditi generator. Tada će postati izvrstan model treninga s kojim se izvode različiti eksperimenti.
Bebi trikovi
Želite li stvoriti "magiju"? Uzmite plastičnu vrećicu, odrežite oba kraja i zavežite koncem kako biste napravili mašnu. Zatim dobro utrljajte obično plastično ravnalo o vuneni predmet i donesite ga na pramac: let će početi …
Možete kupiti i gotov "čarobni štapić" s figurama s kojima možete raditi takve trikove u trgovini.
Ali najlakši način da vidite "čaroliju" je samo maziti mačku. Tada možete osjetiti i vidjeti rezultirajući statički elektricitet.
A ovdje je igračka koja ponavlja dizajnVan de Graaff generator, na baterije. Kada se pritisne tipka, na vrhu se stvara elektrostatički naboj. Stoga je figurica usvaja, a istoimeni naboji počinju se međusobno odbijati. Budući da je figurica izrezbarena na određeni način, ona se „napuhne“i dobije volumen. Ako napunjenost oslabi, samo trebate ponovno pritisnuti "magičnu" tipku.
Malo povijesti
Naravno, Van de Graaffov generator nisu samo dječje igračke. Sam je fizičar stvorio svoju zamisao za ozbiljna istraživanja u dijelu atomske fizike. Prvi demonstracijski uzorak napravljen je 1929. godine. Bio je male veličine. Impresivnije dimenzije dobio je Van de Graaffov generator, postavljen na tračnice za zračne brodove. Model se sastojao od dva stupa na vrhu sa šupljim aluminijskim kuglama promjera petnaest stopa.
Instalacije izgrađene 1931. i 1933. dosegle su snagu od sedam milijuna volti. Ali prvi Van de Graaffov generator osigurao je samo punjenje do osamdeset kilovolti.
Princip rada
Papirna dielektrična traka se okomito okreće unutra. Valjak koji se nalazi na vrhu je dielektrik, a donji je izrađen od metala i spojen je na tlo. Elektroda s četkicom u kugli uklanja i opskrbljuje naboj, koji je ravnomjerno raspoređen u kugli. U blizini elektrode ispod, zrak je ioniziran, korisni ioni se talože na vrpci, a dio koji ide gore se puni.
Da bi se dobila velika razlika potencijala u linearnim akceleratorima čestica (za što su i služili ovi generatori), korištene su dvije kugle s različitim nabojima. U jednom od njih nakupljeno pozitivno, au drugom - negativno. Kada je koncentracija dosegla određenu razinu, između njih je skočilo električno pražnjenje. On je bio taj koji je bio pod istragom. Napon je ovdje dosegao milijune volti.
Prije su se uređaji koristili za nuklearna istraživanja i ubrzanje čestica. Nakon što su se pojavile druge metode ubrzanja, počele su se mnogo rjeđe koristiti na ovom području. Trenutno se za modeliranje najviše koristi Van de Graaffov generator. Na primjer, uz njegovu pomoć imitiraju se ispuštanja prirodnog plina. Umjesto traka, instalacije često koriste lance koji se sastoje od plastičnih i željeznih karika naizmjenično.
Što vam je potrebno da sami sastavite uređaj
Model je lako izraditi sami od improviziranih sredstava. Generator Van de Graaffa, sastavljen vlastitim rukama, sastoji se od sljedećih komponenti:
- olovka;
- rezanje pvc cijevi;
- gume;
- spajalice;
- aluminijska folija;
- motor od igračaka;
- pokvarena žarulja;
- suhe paste iz olovke;
- 9 voltne baterije;
- ljepljiva traka;
- žice;
- ploče.
Svi elementi moraju biti suhi, kao i zrak u prostoriji. Inače, dizajn jednostavno neće raditi ili hoće, ali vrloslabo.
Ovako će ispasti Van de Graaffov generator. Fotografija ispod pokazuje kako bi model trebao izgledati.
Kako sami napravite generator
Najprije se izbuši rupa na dasci, koja će postati baza strukture. Bušilica je odabrana s odgovarajućim promjerom, oblik je u obliku olovke. Zatim se na cijevi izrađuju dvije rupe: gornja i donja, za paste. Napravite još dvije rupe: jednu neposredno iznad vrha, a drugu - okomitu na dno.
Dalje, pasta mora biti potpuno očišćena od tinte. Izrežite komad koji odgovara unutarnjem promjeru cijevi. Uzimaju spajalicu, ispravljaju je i odrežu komad dovoljno dugačak da strši centimetar iz cijevi.
Dielektrična traka izrađena je od ljepljive trake. Guma je zalijepljena tako da su obje strane također ljepljive.
Pripremljeni artikli su prikupljeni.
Dodajte četke koje prikupljaju naplatu. Na dnu četka prolazi kroz rupu, a vrh je pahuljast. Četke trebaju biti blizu elastike, ali ne dodirivati je. Vrh je provučen kroz rupu na vrhu.
Nakon toga, uz pomoć aluminijske folije, zalijepi se žarulja koja već ne radi. Gornja žica je pričvršćena na foliju. Svjetiljka je umetnuta na vrh strukture.
Van de Graaffov trening generatora spreman.
Eksperimenti
Ako na gornju elektrodu pričvrstite nekoliko niti i približite ruke, one će "stajati nakraj" i omotati se oko vaših prstiju. Pokušajte eksperimentirati u mraku.
Da biste dobili jači napon, spojite dva generatora.
Dobra opcija za eksperimente bila bi Leydenska staklenka.
Najpoznatije iskustvo je ono u kojem se kosa diže na glavi. Da biste to učinili, stanite na gumenu prostirku, drvenu ploču ili šperploču. Ruka je postavljena na kuglu (dok generator mora biti isključen kako ne bi bio šokiran). Kada se uređaj uključi, proći će iskra, zbog čega će se kosa nabubriti.
Generator treba isprazniti nakon svake upotrebe i postupati s njim izuzetno pažljivo, jer struja može biti smrtonosna za ljude.
