Generatorul Van de Graaff a fost inventat în prima jumătate a secolului trecut. Acesta a fost utilizat în diverse scopuri, inclusiv pentru teste nucleare. De-a lungul timpului, gama de aplicații a fost redusă semnificativ. În prezent, acesta poate fi achiziționat gratuit și poate demonstra copiilor levitația diferitelor obiecte. De asemenea, este posibil să construiți singur generatorul, atunci acesta va fi un bun model de antrenament pentru diverse experimente.
Tabelul de conținut:
Doriți să vă transformați într-un magician? Luați o pungă obișnuită de polietilenă, tăiați cele două capete și legați strâns cu o sfoară — ar trebui să obțineți un arc. După aceea, frecați o simplă riglă de plastic pe ceva de lână și aduceți-o la arc: începe adevăratul zbor!
Puteți cumpăra o „baghetă magică” gata făcută și figuri cu care puteți face trucuri similare în magazine.
Dar jucăriile care copiază modelul generatorului funcționează cu baterii reîncărcabile. Dacă apăsați butonul, la capătul acestuia există o sarcină electrostatică care trece la figurine, respingând sarcinile una de cealaltă. Figurina are un anumit decupaj, se umflă și crește în volum. Când sarcina este slăbită, trebuie să apeși din nou butonul.
Cuprins
O incursiune în istorie
Desigur, generatorul electrostatic nu este doar o jucărie pentru copii. Omul de știință american și-a creat produsul, efectuând cercetări serioase în domeniul fizicii atomice. Primul eșantion demonstrativ a văzut lumea în 1929, avea o dimensiune mică. Mai impresionant părea tribogeneratorul, care a fost instalat pe șinele dirijabilelor. Structura includea doi stâlpi, iar deasupra lor erau fixate sfere goale de aluminiu cu un diametru de 15 picioare.
În 1931 și 1933 au fost construite două instalații, a căror putere a atins valori incredibile — până la șapte milioane de volți, iar primul eșantion — doar 80 de kilovolți.
Principiul de funcționare al generatorului
În interior, se observă rotirea unei benzi verticale de hârtie dielectrică. Rola plasată în partea de sus este dielectrică, în timp ce cea de jos este metalică și se conectează la pământ. Electrodul perie al sferei este responsabil de îndepărtarea și alimentarea sarcinii, care este distribuită uniform în acesta. În apropierea electrodului inferior, masele de aer sunt ionizate, cele utile se depun pe panglică, iar partea superioară începe să se încarce.
Pentru a obține o diferență de potențial ridicată a acceleratoarelor liniare de particule (acesta este scopul pentru care a fost dezvoltat un astfel de generator), se utilizează două sfere cu sarcini inegale. Una colectează sarcinile pozitive, iar cealaltă colectează sarcinile negative. La o anumită concentrație, o sarcină electrică sărea prin ele. Asta era ceea ce se investiga. Tensiunea ar putea fi de câteva milioane de volți.
Dispozitivele anterioare erau folosite în cercetarea nucleară, accelerarea particulelor. După apariția altor modalități de rezolvare a acestor probleme, utilizarea lor a fost redusă semnificativ. În prezent, astfel de generatoare sunt utilizate pentru modelare. De exemplu, ele ajută la simularea descărcărilor de gaze naturale. Dar panglicile au fost înlocuite acum cu lanțuri cu verigi din plastic și fier, plasate alternativ.
Realizarea cu propriile mâini
Modelul nu este dificil de asamblat de unul singur, folosind materiale improvizate. Generatorul, asamblat cu propriile mâini, va fi alcătuit din elemente precum:
- Creion;
- O bucată de țeavă din PVC;
- O bandă de cauciuc;
- O agrafă de hârtie;
- Folie de aluminiu;
- Un motor de la o jucărie;
- Un bec care nu funcționează;
- Pastă uscată de la pixuri;
- Baterii de 9 volți;
- bandă Scotch;
- Sârmă;
- O placă de dimensiuni mici.
Rețineți că toate componentele trebuie să fie complet uscate, la același nivel cu temperatura aerului din camera de lucru. În caz contrar, este posibil ca modelul să nu funcționeze deloc sau să dea impulsuri prea slabe. O diagramă detaliată și un videoclip privind crearea unui generator Van de Graaff pot fi găsite pe internet.
Pentru a realiza un generator de casă, faceți o gaură pe placa care va deveni baza. Alegeți diametrul dorit al burghiului, acesta ar trebui să fie în formă de pană. Apoi faceți câteva găuri pe tub: prima de sus, a doua de jos — pentru paste, apoi încă două — deasupra primei și perpendicular pe fund.
Apoi, pastele sunt curățate de cerneală. Se decupează o bucată corespunzător diametrului țevii. Clipul de hârtie este îndreptat, acesta trebuie să iasă cu 1 centimetru dincolo de tub. Banda Scotch se folosește ca bază pentru banda dielectrică. Acestea ar trebui să acopere banda de cauciuc astfel încât să fie lipicioasă pe ambele părți.
Elementele pre-pregătite sunt asamblate.
Se adaugă perii și încărcătura este colectată în ele. Partea inferioară a periei trebuie să treacă prin gaură, iar vârful este lăsat liber. Periile sunt plasate aproape de banda elastică, dar nu în contact cu aceasta. Cea de sus este trecută prin cea mai apropiată gaură. Apoi folia este lipită strâns în jurul becului care nu funcționează. Firul superior este strâns atașat la folie. Becul este lăsat în partea superioară a structurii.
Generatorul este gata de utilizare.
Experimente cu generatorul
- Atunci când mai multe fire sunt atașate la electrodul superior și o persoană își aduce mâinile la ele, acestea se vor „ridica în fum”. Încercați să experimentați în întuneric complet.
- Pentru a obține o tensiune mai puternică, două dispozitive sunt conectate împreună.
- O opțiune bună este să folosiți un borcan Leiden în experimentele dvs.
- Cel mai faimos experiment este cel care vă face părul să se ridice pe covor. Pentru a face acest lucru, trebuie să stați pe un covor de cauciuc, o bucată de tablă sau placaj, o mână pusă pe sferă (generatorul nu poate fi pornit, altfel o persoană se va răni electric). După pornire, trece o scânteie, care și ridică părul.
Dispozitivul trebuie în mod necesar să fie descărcat după fiecare utilizare, în muncă să fie atent, deoarece electrocutarea poate fi fatală.
