Van de Graaffi generaator leiutati kahekümnenda sajandi alguses. Seda kasutati erinevatel eesmärkidel, eriti tuumauuringuteks. Hiljem rakendus kitsenes. Täna saate seda osta mänguasjana ja demonstreerida lastele erinevate objektide levitatsiooni. Generaatori saab ka ise ehitada. Siis saab sellest suurepärane treeningmudel, millega tehakse erinevaid katseid.
Beebi trikid
Kas soovite luua "maagiat"? Võtke kilekott, lõigake mõlemad otsad ära ja siduge nööriga vibu. Seejärel hõõruge tavaline plastikust joonlaud hästi villasele esemele ja viige see vööri juurde: lend algab …
Poest saab osta ka valmis figuuridega "võluvitsa", millega selliseid trikke teha.
Kuid kõige lihtsam viis "maagiat" näha on lihts alt kassi paitada. Siis tunnete ja näete tekkivat staatilist elektrit.
Ja siin on mänguasi, mis kordab disainiVan de Graaff generaator, akutoitega. Nupu vajutamisel tekib otsas elektrostaatiline laeng. Seetõttu võtab kujuke selle omaks ja samanimelised laengud hakkavad üksteist tõrjuma. Kuna kujuke on teatud viisil nikerdatud, siis see "puhub täis" ja saab volüümi. Kui laeng nõrgeneb, peate lihts alt uuesti nuppu "maagiline" vajutama.
Natuke ajalugu
Muidugi pole Van de Graaffi generaator ainult laste mänguasjad. Füüsik ise lõi oma vaimusünnituse, et viia läbi tõsiseid uuringuid aatomifüüsika sektsioonis. Esimene näidisproov tehti 1929. aastal. See oli väikese suurusega. Muljetavaldavamad mõõtmed saavutas õhulaevade rööbastele paigaldatud Van de Graaffi generaator. Mudel koosnes kahest sambast, mille ülaosas olid 15 jala läbimõõduga õõnsad alumiiniumist kerad.
1931. ja 1933. aastal ehitatud paigaldised saavutasid seitsme miljoni volti võimsust. Kuid esimene Van de Graaffi generaator andis ainult kuni kaheksakümne kilovoldise laengu.
Tööpõhimõte
Paberdielektriline lint pöörleb sees vertikaalselt. Ülaosas asuv rull on dielektrik ja alumine on metallist ja on maaga ühendatud. Keras olev harjaelektrood eemaldab ja varustab laenguga, mis jaotus keras ühtlaselt. Alloleva elektroodi lähedal on õhk ioniseeritud, kasulikud ioonid settivad lindile ja selle osa, mis tõuseb üles, laetakse.
Lineaarsete osakeste kiirendite (selleks need generaatorid olidki) suure potentsiaalide erinevuse saamiseks kasutati kahte erineva laenguga sfääri. Ühes neist kogunes positiivne ja teises - negatiivne. Kui kontsentratsioon saavutas teatud taseme, hüppas nende vahele elektrilahendus. Tema oli see, keda uuriti. Pinge ulatus siin miljonite voltideni.
Varem kasutati seadmeid tuumauuringuteks ja osakeste kiirendamiseks. Pärast muude kiirendusmeetodite ilmumist hakati neid selles valdkonnas kasutama palju harvemini. Praegu kasutatakse Van de Graaffi generaatorit enamasti modelleerimiseks. Näiteks imiteeritakse selle abiga maagaasi väljutamist. Lintide asemel kasutatakse paigaldustes sageli vaheldumisi plastik- ja raudlülidest koosnevaid kette.
Mida vajate seadme enda kokkupanemiseks
Modelit on lihtne ise improviseeritud vahenditest ehitada. Oma kätega kokku pandud Van de Graaffi generaator koosneb järgmistest komponentidest:
- pliiats;
- pvc torude lõikamine;
- kummid;
- klambrid;
- alumiiniumfoolium;
- mänguasjade mootor;
- purunenud pirn;
- kuivad pastad pliiatsist;
- 9 volti patareid;
- kleeplint;
- juhtmed;
- lauad.
Kõik elemendid peavad olema kuivad, samuti ruumi õhk. Vastasel juhul disain lihts alt ei tööta ega tööta, kuid väganõrg alt.
Nii saab välja Van de Graaffi generaator. Alloleval fotol on näha, milline mudel välja peaks nägema.
Kuidas generaator ise valmib
Esm alt puuritakse plangule auk, millest saab konstruktsiooni alus. Puur valitakse sobiva läbimõõduga, kuju on pliiatsi kujul. Seejärel tehakse torule kaks auku: ülemine ja alumine, pastade jaoks. Tehke veel kaks auku: üks otse ülemise osa kohale ja teine - risti põhjaga.
Järgmiseks tuleb pasta tindist täielikult puhastada. Lõika välja tükk, mis vastab toru siseläbimõõdule. Nad võtavad kirjaklambri, sirutavad selle ja lõikavad maha piisav alt pika tüki, nii et see ulatuks torust sentimeetri võrra välja.
Dielektriline teip on valmistatud kleeplindist. Kumm on liimitud nii, et mõlemad pooled on samuti kleepuvad.
Ettevalmistatud üksused kogutakse kokku.
Lisage laengut koguvad pintslid. Allosas läbib pintsel augu ja ots muudetakse kohevaks. Pintslid peaksid olema elastse lähedal, kuid mitte puudutama seda. Ülemine osa on keermestatud läbi ülaosas oleva augu.
Pärast seda kleebitakse alumiiniumfooliumi abil üle juba mittetöötav pirn. Ülemine traat on kinnitatud fooliumi külge. Lamp sisestatakse konstruktsiooni peale.
Van de Graaffi generaatorikoolitus on valmis.
Katsed
Kui kinnitate ülemise elektroodi külge mitu niiti ja lähendate oma käed, tõusevad need püsti ja keerduvad ümber teie sõrmede. Proovige katsetada pimedas.
Võimsama pinge saamiseks ühendage kaks generaatorit.
Hea võimalus katseteks oleks Leydeni purk.
Kõige kuulsam kogemus on see, kus juuksed tõusevad püsti. Selleks seiske kummimatil, puitplaadil või vineeril. Käsi asetatakse kerale (samal ajal kui generaator tuleb välja lülitada, et mitte põrutada). Kui seade on sisse lülitatud, eraldub säde, mille tõttu juuksed tõusevad püsti.
Generaator tuleks pärast iga kasutuskorda tühjaks laadida ja käsitseda seda äärmise ettevaatusega, kuna vool võib inimestele surmav olla.
