Van de Graaffov generátor bol vynájdený na začiatku dvadsiateho storočia. Používal sa na rôzne účely, najmä na jadrový výskum. Neskôr sa aplikácia zúžila. Dnes si ho môžete kúpiť ako hračku a predviesť deťom levitáciu rôznych predmetov. Generátor si môžete postaviť aj sami. Potom sa stane vynikajúcim tréningovým modelom, s ktorým sa vykonávajú rôzne experimenty.
triky pre bábätká
Chcete vytvoriť „kúzlo“? Vezmite igelitové vrecko, odstrihnite oba konce a previažte šnúrkou, aby ste vytvorili mašľu. Potom obyčajným plastovým pravítkom dobre potrite vlnený predmet a prineste ho na luk: let začne …
V obchode si môžete kúpiť aj hotovú „kúzelnú paličku“s figúrkami, s ktorými môžete takéto triky robiť.
Najjednoduchší spôsob, ako vidieť „kúzlo“, je pohladkať mačku. Potom môžete cítiť aj vidieť výslednú statickú elektrinu.
A tu je hračka, ktorá opakuje dizajnVan de Graaffov generátor na batérie. Po stlačení tlačidla sa na hrote vytvorí elektrostatický náboj. Preto si to figúrka osvojí a náboje rovnakého mena sa začnú navzájom odpudzovať. Keďže je figúrka určitým spôsobom vyrezávaná, „nafúkne sa“a získa objem. Ak sa nabitie oslabí, stačí znova stlačiť „magické“tlačidlo.
Trošku histórie
Van de Graaffov generátor samozrejme nie sú len detské hračky. Sám fyzik vytvoril svoje duchovné dieťa, aby uskutočnil seriózny výskum v sekcii atómovej fyziky. Prvá demonštračná vzorka bola vyrobená v roku 1929. Veľkosťou bol malý. Pôsobivejšie rozmery získal Van de Graaffov generátor, namontovaný na koľajniciach pre vzducholode. Model pozostával z dvoch stĺpov zakončených dutými hliníkovými guľami s priemerom 15 stôp.
Inštalácie postavené v rokoch 1931 a 1933 dosiahli výkon sedem miliónov voltov. Prvý Van de Graaffov generátor však poskytoval iba náboj až osemdesiat kilovoltov.
Princíp fungovania
Papierová dielektrická páska sa vo vnútri otáča vertikálne. Valec umiestnený v hornej časti je dielektrikum a spodný valec je vyrobený z kovu a je spojený so zemou. Kefová elektróda v guli odoberá a dodáva náboj, ktorý bol v guli rovnomerne rozmiestnený. V blízkosti elektródy pod ňou je vzduch ionizovaný, užitočné ióny sa usadzujú na páske a jej časť, ktorá stúpa hore, je nabitá.
Na získanie vysokého potenciálneho rozdielu v lineárnych urýchľovačoch častíc (na čo tieto generátory slúžili) sa použili dve gule s rôznym nábojom. V jednom z nich sa nahromadili pozitívne a v druhom - negatívne. Keď koncentrácia dosiahla určitú úroveň, preskočil medzi nimi elektrický výboj. Bol to on, kto bol vyšetrovaný. Napätie tu dosahovalo milióny voltov.
V minulosti sa zariadenia používali na jadrový výskum a urýchľovanie častíc. Potom, čo sa objavili iné spôsoby zrýchlenia, začali sa v tejto oblasti používať oveľa menej často. V súčasnosti sa na modelovanie väčšinou používa Van de Graaffov generátor. S jeho pomocou sa napríklad napodobňujú výboje zemného plynu. Namiesto pások sa v inštaláciách často striedavo používajú reťaze pozostávajúce z plastových a železných článkov.
Čo potrebujete na zostavenie zariadenia sami
Model sa dá ľahko zostaviť z improvizovaných prostriedkov. Van de Graaffov generátor, zostavený vlastnými rukami, pozostáva z nasledujúcich komponentov:
- pencil;
- rezanie rúr z PVC;
- gumy;
- staples;
- hliníková fólia;
- motor z hračiek;
- rozbitá žiarovka;
- suché pasty z pera;
- 9 voltové batérie;
- lepiaca páska;
- wires;
- boards.
Všetky prvky musia byť suché, rovnako ako vzduch v miestnosti. V opačnom prípade dizajn jednoducho nebude fungovať alebo bude, ale veľmislabo.
Takto dopadne Van de Graaffov generátor. Fotografia nižšie ukazuje, ako by mal model vyzerať.
Ako si sami vyrábate generátor
Najskôr sa do dosky vyvŕta otvor, ktorý sa stane základom konštrukcie. Vŕtačka je vybraná s vhodným priemerom, tvar je vo forme pera. Potom sa na trubici vytvoria dva otvory: horný a spodný pre pasty. Urobte ďalšie dva otvory: jeden tesne nad vrchom a druhý - kolmý na spodok.
Ďalej musí byť pasta úplne očistená od atramentu. Vystrihnite kus zodpovedajúci vnútornému priemeru potrubia. Vezmú kancelársku sponku, vyrovnajú ju a odrežú dostatočne dlhý kúsok, aby vyčnieval centimeter z trubice.
Dielektrická páska je vyrobená z lepiacej pásky. Guma je prilepená tak, že obe strany sú tiež lepkavé.
Zhromažďujú sa pripravené položky.
Pridajte štetce, ktoré zbierajú náboj. V spodnej časti kefka prechádza cez otvor a hrot je nadýchaný. Kefy by mali byť blízko elastického materiálu, ale nemali by sa ho dotýkať. Vrchná časť je prevlečená cez otvor v hornej časti.
Potom sa pomocou hliníkovej fólie prelepí už nefunkčná žiarovka. Horný drôt je pripevnený k fólii. Lampa je vložená na vrch konštrukcie.
Tréning Van de Graaffovho generátora pripravený.
Experimenty
Ak na hornú elektródu pripojíte niekoľko závitov a priblížite si ruky, „stoja na konci“a ovinú sa okolo vašich prstov. Skúste experimentovať v tme.
Ak chcete získať výkonnejšie napätie, pripojte dva generátory.
Dobrou možnosťou na experimenty by bola Leydenská nádoba.
Najznámejším zážitkom je ten, pri ktorom vstávajú vlasy dupkom. Aby ste to urobili, postavte sa na gumenú podložku, drevenú dosku alebo preglejku. Ruka sa položí na guľu (zatiaľ čo generátor musí byť vypnutý, aby nebol šokovaný). Keď je spotrebič zapnutý, prejde iskra, ktorá spôsobí, že vlasy budú stáť na konci.
Generátor by sa mal po každom použití vybiť a zaobchádzať s ním s mimoriadnou opatrnosťou, pretože prúd môže byť pre človeka smrteľný.
