מחולל ואן דה גראף: המכשיר, עקרון הפעולה והיישום

בתחילה הומצא הגנרטור של ואן דה גראףהמאה העשרים. הוא שימש למטרות שונות, בפרט, למחקר גרעיני. מאוחר יותר הצטמצם היישום. היום אתה יכול לקנות את זה כמו צעצוע ולהראות אותו לילדים, ריחוף של חפצים שונים. גם גנרטור ניתן לבנות באופן עצמאי. אז זה יהפוך להיות מודל חינוכי מעולה, עם כמה ניסויים שונים מבוצעים.

טריקים לילדים

האם אתה רוצה ליצור "קסם"? קח שקית של פוליאתילן, לחתוך את שני הקצוות ולקשור אותו על חוט לעשות קשת. ואז השליט הרגיל עשוי מפלסטיק, לשפשף אותו בעדינות על הצמר ולהביא אותו לקשת: הטיסה תתחיל ...

מוכן "שרביט קסם" עם צלמיות שבו אתה יכול לעשות טריקים כאלה, אתה יכול לקנות בחנות.

אבל הדרך הקלה ביותר לראות "קסם" היא פשוט חיית מחמד חתול. אז אתה יכול להרגיש ולראות את החשמל סטטי שנוצר.

אבל צעצוע שחוזר על העיצוב של הגנרטורואן דה גראף, מופעל על ידי סוללה נטענת. כאשר הכפתור לחוץ, מטען אלקטרוסטטי נוצר בקצה. לכן, הדמות מאמצת אותו, והאישומים של אותו שם מתחילים להדוף אחד את השני. מאז הדמות הוא מגולף בדרך מסוימת, הוא "מנופח" ומקבל נפח. אם החיוב חלש, אתה רק צריך ללחוץ על כפתור "קסם" שוב.

קצת היסטוריה

כמובן, גנרטור ואן דה גראף הוא לא רקצעצועי ילדים. הפיסיקאי עצמו יצר את פרי יוזמתו למחקר רציני בתחום הפיזיקה האטומית. מדגם ההפגנה הראשון נעשה בשנת 1929. הוא היה קטן. ממדים מרשימים יותר נתקבלו על ידי גנרטור ואן דה גראף מותקן על מסילות עבור airships. הדגם כלל שני עמודים, שבראשם הונחו כדורים חלולים של אלומיניום בקוטר של חמישה מטרים.

המתקנים שנבנו ב- 1931 וב- 1933 הגיעו לכוח של שבעה מיליון וולט. אבל רק תשלום של עד 80 קילובולט סופק על ידי הגנרטור הראשון של ואן דה גראף.

עקרון הפעולה

בפנים מסתובב אנכית דיאלקטריקלטת של נייר. הגליל ממוקם בחלק העליון הוא דיאלקטרי, והתחתית עשויה מתכת מחוברת לאדמה. אלקטרודת המברשת בתחום מסירה ומספקת מטען, שהופץ באופן אחיד בתחום. ליד האלקטרודה למטה, האוויר הוא מיונן, יונים שימושיים להתיישב על הקלטת, ואת החלק עולה כי הוא טעון.

על מנת להשיג הבדל פוטנציאלי גבוה במאיצי ליניארי של חלקיקים (אשר היו אלה גנראטורים היו צורך), שתי תחומים עם מטענים שונים שימשו. באחד מהם, צברו חיובי, ובשאר שלילי. כשהריכוז הגיע לרמה מסוימת, פרש זרם חשמלי ביניהם. זה הוא שנחקר. המתח הגיע למיליוני וולטים.

בעבר, מכשירים שימשו גרעינימחקר והאצה של חלקיקים. אחרי שהיו דרכים אחרות להאצה, הם החלו להיות בשימוש בתחום זה הרבה פחות. נכון לעכשיו, גנרטור ואן דה Graaff משמש בעיקר עבור דוגמנות. לדוגמה, שימוש בו כדי לדמות הפרשות גז טבעי. במקום קלטות, התקנות לעתים קרובות להשתמש שרשראות המורכבות פלסטיק וקישורים ברזל בתורו.

מה שאתה צריך כדי לבנות את המכשיר בעצמך

המודל קל לבנות את עצמך מאמצעי מאולתרים. גנרטור ואן דה גראף, המורכב במו ידיו, מורכב מהרכיבים הבאים:

• עיפרון;
• זמירה צינור PVC;
• גומיות;
• נייר קליפים;
• רדיד אלומיניום;
• את המנוע מן הצעצוע;
• נורה דולקת;
• משחות יבשות מהידית;
• סוללות עבור תשעה וולט;
• סקוטש;
• חוטים;
• צלחות.

כל האלמנטים חייבים להיות יבשים, כמו גם את האוויר בחדר. אחרת, העיצוב לא יעבוד או יהיה, אבל מאוד חלש.

זה מה הגנרטור ואן דה גראף יסתדר. התמונה הבאה מראה כיצד המודל צריך להיראות.

כיצד מחולל את הגנרטור באופן עצמאי

ראשית, לקדוח חור על הלוח, אשרתהפוך לבסיס הבנייה. המקדחה נבחרה בקוטר מתאים, הצורה בצורת נוצה. ואז על הצינור לעשות שני חורים: העליון והתחתון, עבור משחות. לעשות שני חורים נוספים: אחד מעט מעל העליון, והשני - בניצב אל התחתון.

לאחר מכן, הדבק חייב להיות נקי לחלוטין של דיו. חותכים פיסת המקביל לקוטר הפנימי של הצינור. קח נייר, ליישר לחתוך חתיכת מספיק אורך, כך שהוא בולט מן הצינור על ידי סנטימטר.

סרט דבק משמש לייצור סרט דיאלקטרי. רצועת גומי מודבק כך ששני הצדדים גם דביק.

אלמנטים מוכנים נאספים.

הוסף מברשות שאוספות את המטען. בתחתית המברשת עובר דרך החור, ואת קצה נעשה רך. מברשות צריך להיות קרוב אל הלהקה אלסטי, אבל לא לגעת בו. העליון לעבור דרך החור בראש.

לאחר מכן, באמצעות רדיד אלומיניום הדבק מנורה לא עובד. החוט העליון מחובר לסכל. המנורה מוכנסת על גבי המבנה.

גנרטור ואן דה גראף מוכן.

חוויות

אם כמה פתילים מחוברים האלקטרודה העליונה וידיים מתקרב, הם "עומדים על קצה" ואת העטיפה אצבעותיהם סביבם. נסו לערוך ניסויים בחושך.

כדי לקבל מתח חזק יותר, חבר שני גנרטורים.

אפשרות טובה עבור הניסויים יהיה הבנק Leyden.

החוויה המפורסמת ביותר היא אחת שבהשיער עומד על קצה. כדי לעשות זאת, אתה צריך לעמוד על מחצלת גומי, לוח עץ או דיקט. יד לשים על הכדור (באותו זמן את הגנרטור חייב להיות כבוי כדי לא להכות על ידי זרם חשמלי). לאחר הפעלת המכשיר, ניצוץ יעבור, גורם לשיער לעמוד על קצה.

גנרטור צריך להיות משוחרר לאחר כל שימוש ולעבוד עם זה בזהירות רבה, שכן הנוכחי יכול להיות קטלני לבני אדם.