Van de Graaff jeneratörü yirminci yüzyılın başında icat edildi. Çeşitli amaçlar için, özellikle nükleer araştırmalar için kullanıldı. Daha sonra uygulama daraldı. Bugün onu bir oyuncak olarak satın alabilir ve çocuklara çeşitli nesnelerin havada asılı kalmasını gösterebilirsiniz. Kendiniz de bir jeneratör oluşturabilirsiniz. Ardından çeşitli deneylerin yapıldığı mükemmel bir eğitim modeli olacak.
Bebek hileleri
"Büyü" yaratmak ister misiniz? Plastik bir torba alın, iki ucunu kesin ve bir yay yapmak için bir iple bağlayın. Sonra sıradan bir plastik cetveli yünlü bir eşyaya iyice sürün ve pruvaya getirin: uçuş başlayacak …
Mağazada bu tür hileler yapabileceğiniz figürlü hazır bir "sihirli değnek" de satın alabilirsiniz.
Ama "sihri" görmenin en kolay yolu sadece kediyi sevmektir. Ardından ortaya çıkan statik elektriği hem hissedebilir hem de görebilirsiniz.
Ve işte tasarımı tekrar eden bir oyuncakVan de Graaff jeneratörü, pille çalışır. Düğmeye basıldığında uçta bir elektrostatik yük oluşur. Bu nedenle, heykelcik onu benimser ve aynı adı taşıyan suçlamalar birbirini itmeye başlar. Figürin belirli bir şekilde oyulduğu için "şişir" ve hacim kazanır. Şarj zayıflarsa, "sihirli" düğmesine tekrar basmanız yeterlidir.
Biraz tarih
Elbette, Van de Graaff jeneratörü sadece çocuk oyuncakları değildir. Fizikçi, atom fiziği bölümünde ciddi araştırmalar yapmak için beynini yarattı. İlk gösteri örneği 1929'da yapıldı. Boyut olarak küçüktü. Hava gemileri için raylara monte edilen Van de Graaff jeneratörü ile daha etkileyici boyutlar elde edildi. Model, on beş fit çapında içi boş alüminyum küreler ile tepesinde iki sütundan oluşuyordu.
1931 ve 1933'te yapılan tesisler yedi milyon voltluk bir güce ulaştı. Ancak ilk Van de Graaff jeneratörü tarafından yalnızca seksen kilovolta kadar bir şarj sağlandı.
Çalışma prensibi
Bir kağıt dielektrik bant içeride dikey olarak döner. Üstte bulunan merdane dielektrik, alt merdane ise metalden yapılmış ve zemine bağlı. Küredeki fırça elektrot, küre içinde eşit olarak dağılmış olan yükü kaldırır ve besler. Aşağıdaki elektrotun yanında hava iyonize olur, yararlı iyonlar bant üzerine yerleşir ve yukarı çıkan kısmı şarj olur.
Doğrusal parçacık hızlandırıcılarda yüksek potansiyel farkı elde etmek için (bu jeneratörler bunun içindi), farklı yüklere sahip iki küre kullanıldı. Birinde pozitif, diğerinde - negatif birikti. Konsantrasyon belirli bir seviyeye ulaştığında, aralarında bir elektrik boşalması atladı. Araştırılan kişi oydu. Buradaki voltaj milyonlarca volta ulaştı.
Önceden, nükleer araştırma ve parçacık hızlandırma için cihazlar kullanılıyordu. Diğer hızlandırma yöntemleri ortaya çıktıktan sonra, bu alanda çok daha az kullanılmaya başlandı. Şu anda, Van de Graaff jeneratörü çoğunlukla modelleme için kullanılmaktadır. Örneğin, onun yardımıyla doğal gaz deşarjları taklit edilir. Tesisatlar, bantlar yerine genellikle plastik ve demir bağlantılardan oluşan zincirleri dönüşümlü olarak kullanır.
Cihazı kendiniz monte etmek için gerekenler
Modeli doğaçlama yöntemlerle kendiniz oluşturmak kolaydır. Kendi elleriyle monte edilen Van de Graaff jeneratörü aşağıdaki bileşenlerden oluşur:
- kalem;
- pvc boru kesimi;
- kauçuklar;
- zımba;
- alüminyum folyo;
- oyuncaklardan motor;
- kırık ampul;
- kalemden kuru pastalar;
- 9 volt piller;
- yapışkan bant;
- teller;
- tahtalar.
Tüm elemanlar ve odadaki hava kuru olmalıdır. Aksi takdirde, tasarım çalışmayacak veya çalışmayacaktır, ancak çokzayıf.
Van de Graaff jeneratörü bu şekilde ortaya çıkacak. Aşağıdaki fotoğraf modelin nasıl görünmesi gerektiğini gösteriyor.
Jeneratörün kendi başınıza nasıl yapıldığı
Önce, yapının temeli olacak tahta üzerine bir delik açılır. Matkap uygun çapta seçilir, şekli kalem şeklindedir. Daha sonra tüp üzerinde iki delik açılır: macunlar için üst ve alt. İki delik daha açın: biri üst kısmın hemen üzerinde ve ikincisi - aşağıya dik.
Ardından, macun mürekkebi tamamen temizlenmelidir. Borunun iç çapına uygun bir parça kesin. Bir ataç alırlar, düzeltirler ve borudan bir santimetre dışarı çıkacak kadar uzun bir parça keserler.
Dielektrik bant, yapışkan banttan yapılmıştır. Sakız, her iki tarafı da yapışkan olacak şekilde yapıştırılmıştır.
Hazırlanan ürünler toplanır.
Yük toplayan fırçalar ekleyin. Altta fırça delikten geçer ve uç kabarık hale getirilir. Fırçalar elastike yakın olmalı, ancak dokunmamalıdır. Üst kısım, üstteki delikten geçirilir.
Ardından alüminyum folyo yardımıyla zaten çalışmayan bir ampulün üzerine yapıştırılır. Üst tel folyoya bağlanır. Lamba yapının üstüne yerleştirilir.
Van de Graaff jeneratör eğitimi hazır.
Deneyler
Üst elektrota birkaç iplik bağlarsanız ve ellerinizi yakınlaştırırsanız, bunlar "uçta dururlar" ve parmaklarınızı sararlar. Karanlıkta denemeyi deneyin.
Daha güçlü bir voltaj elde etmek için iki jeneratör bağlayın.
Deneyler için iyi bir seçenek Leyden kavanozu olabilir.
En ünlü deneyim, tüylerin diken diken olduğu deneyimdir. Bunu yapmak için kauçuk bir paspas, ahşap tahta veya kontrplak üzerinde durun. El kürenin üzerine yerleştirilir (jeneratörün şok olmaması için kapatılması gerekirken). Cihaz açıldığında bir kıvılcım çıkar ve saçın diken diken olmasına neden olur.
Akım insanlar için ölümcül olabileceğinden jeneratör her kullanımdan sonra boş altılmalı ve son derece dikkatli kullanılmalıdır.
