De Van de Graaff-generator is uitgevonden aan het begin van de twintigste eeuw. Het werd voor verschillende doeleinden gebruikt, met name voor nucleair onderzoek. Later werd de toepassing vernauwd. Tegenwoordig kun je het als speelgoed kopen en aan kinderen de levitatie van verschillende objecten demonstreren. U kunt ook zelf een generator bouwen. Dan wordt het een uitstekend trainingsmodel waarmee verschillende experimenten worden uitgevoerd.
Babytrucjes
Wilt u "magie" creëren? Neem een plastic zak, knip beide uiteinden af en knoop deze vast met een touwtje om een strik te maken. Wrijf dan een gewone plastic liniaal goed op een wollen item en breng het naar de boeg: de vlucht zal beginnen …
Je kunt ook een kant-en-klare "toverstaf" kopen met figuren waarmee je dergelijke trucjes in de winkel kunt doen.
Maar de gemakkelijkste manier om de "magie" te zien, is door de kat te aaien. Dan kun je zowel de resulterende statische elektriciteit voelen als zien.
En hier is een speeltje dat het ontwerp herha altVan de Graaff generator, werkt op batterijen. Wanneer de knop wordt ingedrukt, ontstaat er een elektrostatische lading aan de punt. Daarom neemt het beeldje het over en beginnen ladingen met dezelfde naam elkaar af te stoten. Omdat het beeldje op een bepaalde manier is gesneden, "blaast het op" en krijgt het volume. Als de lading zwakker wordt, hoeft u alleen maar opnieuw op de "magische" knop te drukken.
Een beetje geschiedenis
Natuurlijk is de Van de Graaff-generator niet alleen kinderspeelgoed. De natuurkundige creëerde zelf zijn geesteskind om serieus onderzoek te doen in de sectie atoomfysica. Het eerste demonstratiemonster werd gemaakt in 1929. Het was klein van formaat. Meer indrukwekkende afmetingen werden verkregen door de Van de Graaff-generator, gemonteerd op rails voor luchtschepen. Het model bestond uit twee pilaren met daarop holle aluminium bollen met een diameter van vijftien voet.
De installaties gebouwd in 1931 en 1933 bereikten een vermogen van zeven miljoen volt. Maar slechts een lading van maximaal tachtig kilovolt werd geleverd door de eerste Van de Graaff-generator.
Werkingsprincipe
Een papieren diëlektrische tape draait verticaal naar binnen. De rol aan de bovenkant is een diëlektricum en de onderste is gemaakt van metaal en is verbonden met de grond. De borstelelektrode in de bol verwijdert en levert de lading, die gelijkmatig in de bol werd verdeeld. Bij de elektrode eronder wordt de lucht geïoniseerd, nuttige ionen zetten zich op de tape af en het deel dat omhoog gaat, wordt opgeladen.
Om een groot potentiaalverschil te krijgen in lineaire deeltjesversnellers (daarvoor waren deze generatoren), werden twee bollen met verschillende ladingen gebruikt. In een van hen verzamelde zich positief, en in de andere - negatief. Toen de concentratie een bepaald niveau bereikte, sprong er een elektrische ontlading tussen hen in. Hij was het die werd onderzocht. De spanning bereikte hier miljoenen volt.
Voorheen werden apparaten gebruikt voor nucleair onderzoek en deeltjesversnelling. Nadat andere versnellingsmethoden verschenen, werden ze veel minder vaak in dit gebied gebruikt. Momenteel wordt de Van de Graaff-generator vooral gebruikt voor modellering. Met zijn hulp worden bijvoorbeeld aardgaslozingen nagebootst. In plaats van banden gebruiken installaties vaak kettingen die afwisselend bestaan uit kunststof en ijzeren schakels.
Wat je nodig hebt om het apparaat zelf in elkaar te zetten
Het model is eenvoudig zelf te bouwen met geïmproviseerde middelen. De Van de Graaff-generator, met zijn eigen handen geassembleerd, bestaat uit de volgende componenten:
- potlood;
- pvc pijp snijden;
- rubbers;
- nietjes;
- aluminiumfolie;
- motor van speelgoed;
- kapotte lamp;
- droge pasta's uit de pen;
- 9 volt batterijen;
- plakband;
- draden;
- borden.
Alle elementen moeten droog zijn, evenals de lucht in de kamer. Anders zal het ontwerp gewoon niet werken of zal het gewoon niet werken, maar zeerzwak.
Zo zal de Van de Graaff-generator worden. De onderstaande foto laat zien hoe het model eruit moet zien.
Hoe de generator zelf wordt gemaakt
Eerst wordt een gat in de plank geboord, dat de basis van de structuur zal worden. De boor is geselecteerd met een geschikte diameter, de vorm is in de vorm van een pen. Vervolgens worden er twee gaten in de buis gemaakt: boven en onder, voor pasta's. Maak nog twee gaten: een net boven de bovenkant en de tweede - loodrecht op de bodem.
Vervolgens moet de pasta volledig van inkt worden ontdaan. Knip een stuk uit dat overeenkomt met de binnendiameter van de buis. Ze nemen een paperclip, trekken die recht en snijden een stuk af dat lang genoeg is zodat het een centimeter uit de buis steekt.
Diëlektrische tape is gemaakt van plakband. De kauwgom is zo gelijmd dat beide kanten ook plakkerig zijn.
Voorbereide items worden verzameld.
Voeg borstels toe die lading verzamelen. Aan de onderkant gaat de borstel door het gat en de punt is pluizig gemaakt. De borstels moeten dicht bij het elastiek zijn, maar niet aanraken. De bovenkant wordt door het gat aan de bovenkant geregen.
Daarna wordt met behulp van aluminiumfolie een gloeilamp die al uit is geplakt. De bovenste draad zit vast aan de folie. De lamp wordt bovenop de structuur geplaatst.
Van de Graaff generator training klaar.
Experimenten
Als je meerdere draden aan de bovenste elektrode bevestigt en je handen dichterbij brengt, zullen ze "overeind gaan staan" en om je vingers wikkelen. Experimenteer in het donker.
Om een krachtiger voltage te krijgen, sluit u twee generatoren aan.
Een goede optie voor experimenten zou een Leidse pot zijn.
De meest bekende ervaring is die waarbij de haren overeind staan. Ga hiervoor op een rubberen mat, houten plank of triplex staan. De hand wordt op de bol geplaatst (terwijl de generator moet worden uitgeschakeld om niet te worden geschokt). Als het apparaat aan staat, gaat er een vonk over, waardoor het haar overeind gaat staan.
De generator moet na elk gebruik worden ontladen en moet met uiterste zorg worden behandeld, omdat de stroom dodelijk kan zijn voor mensen.
