Kako narediti van de graaff generator z lastnimi rokami

Ameriški fizik Robert van de Graaf se je imel priložnost roditi in ustvarjati na stičišču dveh velikih znanstvenih obdobij - elektrike in jedrske fizike. Generator, ki ga je ustvaril leta 1929 in se je pod njegovim imenom zapisal v zgodovino, je bil namenjen prvim fizičnim jedrskim raziskavam kot pospeševalnik delcev. Po samo dveh letih je naprava oddajala izpuste z močjo do 7 milijonov voltov.

Načelo delovanja Van de Graaffovega generatorja

Van de Graaffov generator je eden prvih linearnih pospeševalnikov. Kljub temu je reproducirati njegov trenutni model v moči vsakogar, ki se vsaj malo razume na elektrotehniko.

Generator je sestavljen iz dveh kroglic, ki se napajata s pozitivnim in negativnim nabojem, dielektričnega zankastega traku, razpetega čez 2 vrteča se valja (zgornji in spodnji), dve elektrodi v obliki ščetk, ki se nahajata v bližini valjev, pri čemer je zgornja elektroda zaprta na notranja površina krogle, spodnja pa priključena na vir visoke napetosti.

Naprava začne delovati z vrtenjem traku, raztegnjenega čez valje. Zgornji valj je izdelan iz dielektričnega materiala, spodnji valj pa iz brušene kovine. Zgornja elektroda je povezana s kovinsko kroglo, medtem ko spodnja elektroda, povezana z visokonapetostnim virom, ionizira okoliški zrak in ustvarja pozitivne ione, ki se »prilepijo« na premikajoči se trak.

Kot tekoči trak "dostavlja" pozitivne naboje "navzgor", kjer jih krtačna elektroda odstrani z valja in jih prenese na notranjo površino krogle, kjer se naboji kopičijo.

Hkrati se na drugi krogli kopičijo negativni naboji. Takoj ko akumulirani potencial doseže kritično raven, pride do električne razelektritve.

Na začetku jedrske dobe so Van de Graaffov generator nekaj časa uporabljali kot linearni pospeševalnik delcev. Toda njegova aktivna znanstvena »kariera« ni trajala dolgo. Kmalu so se pojavili pospeševalniki nove generacije, ki po moči in zmogljivostih niso primerljivi s svojim predhodnikom.

Vendar pa za razliko od svojih "vrstnikov", električnih naprav iz sredine prejšnjega stoletja, odpisanih kot odpad, generator Van de Graaff vodi precej aktivno življenje. Iz vodilnih raziskovalnih središč se je preselil v šolske fizikalne ure in inštitutske laboratorije ter postal na primer nepogrešljiv učni pripomoček za modeliranje naravnih razelektritev v plinastem okolju.

Morda eden najbolj znanih poskusov se imenuje "lase na koncu". Če želite to narediti, se morate postaviti na gumijasto podlogo ali leseno desko in se dotakniti priloženega Van de Graaffovega generatorja. Lastnice bujnih las čakajo na presenečenje, vredno slike z naknadno objavo na Instagramu.

DIY Van de Graaff generator

Uteleša znano tezo: "Vse genialno je preprosto." Na YouTubu in na spletnih mestih lahko najdete na desetine različic delujočih generatorjev Van de Graaff, ki so jih izdelali obrtniki iz popolnoma dostopnih improviziranih materialov - svinčnikov, PVC cevi za vodo, gumijastih trakov, sponk za papir, baterij, elektromotorjev iz igrač, lepilnega traku , žice itd. e. Ta seznam je omejen le z domišljijo in kvalifikacijami izumiteljev.

Najbolj dostopna možnost je obrezovanje PVC cevi, znotraj katerega so na osi pritrjeni vrtljivi valji, med seboj povezani z močnim trakom. Za vzpostavitev osi je potrebno narediti vzporedne luknje na vrhu in na dnu z ogrevanim spajkalnikom.

Druga luknja za krtačo je narejena pravokotno na spodnjo os. Spodnji valj in krtača sta povezana z elektromotorjem. Kot kroglo lahko uporabite rabljeno pločevinko sode s prostornino 0,33 litra. Na stran, ki je obrnjena proti notranjosti cevi, je pritrjena krtača za odstranjevanje pozitivnega naboja. Po tem se struktura sestavi. Vse je mogoče zagnati. Po nekaj minutah morate kroglo v kozarcu prinesti do curka vode in pod vplivom magnetnega polja se bo nekoliko odmaknila. Q.E.D.