Der Van-de-Graaff-Generator wurde zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts erfunden. Es wurde für verschiedene Zwecke verwendet, insbesondere für die Kernforschung. Später verengte sich die Anwendung. Heute können Sie es als Spielzeug kaufen und Kindern das Schweben verschiedener Gegenstände demonstrieren. Sie können einen Generator auch selbst bauen. Dann wird es ein hervorragendes Trainingsmodell, mit dem verschiedene Experimente durchgeführt werden.
Babytricks
Willst du "magisch" erschaffen? Nehmen Sie eine Plastiktüte, schneiden Sie beide Enden ab und binden Sie sie mit einer Schnur zu einer Schleife. Reiben Sie dann ein gewöhnliches Plastiklineal gut an einem Wollgegenstand und bringen Sie es zum Bug: Der Flug beginnt …
Du kannst auch einen fertigen "Zauberstab" mit Figuren kaufen, mit denen du solche Tricks im Laden machen kannst.
Aber der einfachste Weg, die "Magie" zu sehen, ist, die Katze zu streicheln. Dann können Sie die resultierende statische Elektrizität sowohl fühlen als auch sehen.
Und hier ist ein Spielzeug, das das Design wiederholtVan de Graaff-Generator, batteriebetrieben. Wenn der Knopf gedrückt wird, wird an der Spitze eine elektrostatische Ladung erzeugt. Daher nimmt die Figur es an und gleichnamige Ladungen beginnen sich abzustoßen. Da die Figur auf eine bestimmte Weise geschnitzt ist, "bläst" sie sich auf und bekommt Volumen. Wenn die Ladung schwächer wird, müssen Sie nur noch einmal auf die "magische" Taste drücken.
Ein bisschen Geschichte
Natürlich ist der Van de Graaff Generator nicht nur ein Kinderspielzeug. Der Physiker selbst hat seine Idee geschaffen, um ernsthafte Forschung auf dem Gebiet der Atomphysik zu betreiben. Das erste Demonstrationsmuster wurde 1929 hergestellt. Es war klein. Beeindruckendere Dimensionen wurden durch den Van de Graaff-Generator erzielt, der auf Schienen für Luftschiffe montiert war. Das Modell bestand aus zwei Säulen, die mit hohlen Aluminiumkugeln von fünfzehn Fuß Durchmesser gekrönt waren.
Die 1931 und 1933 gebauten Anlagen erreichten eine Leistung von sieben Millionen Volt. Aber der erste Van-de-Graaff-Generator lieferte nur eine Ladung von bis zu achtzig Kilovolt.
Funktionsprinzip
Ein Papier-Dielektrikum dreht sich vertikal darin. Die oben befindliche Walze ist ein Dielektrikum, die untere aus Metall und mit Masse verbunden. Die Bürstenelektrode in der Kugel nimmt die Ladung ab und führt sie zu, die gleichmäßig in der Kugel verteilt wurde. In der Nähe der darunter liegenden Elektrode wird die Luft ionisiert, nützliche Ionen setzen sich auf dem Band ab und der Teil, der nach oben geht, wird aufgeladen.
Um eine hohe Potentialdifferenz in linearen Teilchenbeschleunigern zu erreichen (wozu diese Generatoren da waren), wurden zwei Kugeln mit unterschiedlichen Ladungen verwendet. In einem von ihnen sammelte sich positiv und in dem anderen - negativ. Wenn die Konzentration ein bestimmtes Niveau erreichte, sprang eine elektrische Entladung zwischen ihnen über. Er war es, der untersucht wurde. Die Spannung erreichte hier Millionen Volt.
Früher wurden Geräte zur Kernforschung und Teilchenbeschleunigung eingesetzt. Nachdem andere Beschleunigungsmethoden auftauchten, wurden sie in diesem Bereich viel seltener eingesetzt. Derzeit wird der Van-de-Graaff-Generator hauptsächlich zur Modellierung verwendet. Mit seiner Hilfe werden beispielsweise Erdgasentladungen nachgeahmt. Anstelle von Bändern werden bei Installationen häufig Ketten verwendet, die abwechselnd aus Kunststoff- und Eisengliedern bestehen.
Was Sie brauchen, um das Gerät selbst zusammenzubauen
Das Modell ist aus improvisierten Mitteln einfach selbst zu bauen. Der von ihm selbst zusammengebaute Van-de-Graaff-Generator besteht aus folgenden Komponenten:
- Bleistift;
- Schneiden von PVC-Rohren;
- Gummis;
- heftklammern;
- Aluminiumfolie;
- Motor aus Spielzeug;
- defekte Glühbirne;
- Trockenpasten aus dem Stift;
- 9-Volt-Batterien;
- Klebeband;
- Leitungen;
- Boards.
Alle Elemente müssen trocken sein, ebenso die Raumluft. Andernfalls wird das Design einfach nicht funktionieren oder wird, aber sehrschwach.
So wird der Van-de-Graaff-Generator aussehen. Das Foto unten zeigt, wie das Modell aussehen sollte.
Wie der Generator selbst hergestellt wird
Zunächst wird ein Loch in das Brett gebohrt, das die Basis der Struktur bilden wird. Der Bohrer wird mit einem geeigneten Durchmesser ausgewählt, die Form hat die Form eines Stifts. Dann werden zwei Löcher in die Tube gemacht: oben und unten, für Pasten. Machen Sie zwei weitere Löcher: eines direkt über der Oberseite und das zweite - senkrecht nach unten.
Als nächstes muss die Paste vollständig von Tinte gereinigt werden. Schneiden Sie ein Stück entsprechend dem Innendurchmesser des Rohres aus. Sie nehmen eine Büroklammer, richten sie gerade und schneiden ein Stück so lang ab, dass es einen Zentimeter aus der Röhre herausragt.
Dielektrikum wird aus Klebeband hergestellt. Der Kaugummi ist so verklebt, dass beide Seiten auch klebrig sind.
Vorbereitete Sachen werden eingesammelt.
Bürsten hinzufügen, die Ladung sammeln. Unten geht die Bürste durch das Loch und die Spitze wird flauschig. Die Bürsten sollten nahe am Gummiband sein, es aber nicht berühren. Das Oberteil wird durch das Loch oben gefädelt.
Danach wird mit Hilfe von Alufolie eine bereits defekte Glühbirne überklebt. Der obere Draht wird an der Folie befestigt. Die Lampe wird oben auf die Struktur eingesetzt.
Van-de-Graaff-Generator-Training bereit.
Experimente
Wenn Sie mehrere Fäden an der oberen Elektrode anbringen und Ihre Hände näher bringen, werden sie sich „aufstellen“und sich um Ihre Finger legen. Versuchen Sie, im Dunkeln zu experimentieren.
Um eine stärkere Spannung zu erh alten, schließen Sie zwei Generatoren an.
Eine gute Option für Experimente wäre ein Leyden-Glas.
Das berühmteste Erlebnis ist das, bei dem einem die Haare zu Berge stehen. Stellen Sie sich dazu auf eine Gummimatte, ein Holzbrett oder Sperrholz. Die Hand wird auf die Kugel gelegt (während der Generator ausgesch altet sein muss, um keinen Stromschlag zu bekommen). Wenn das Gerät eingesch altet wird, geht ein Funke über, wodurch die Haare zu Berge stehen.
Der Generator sollte nach jedem Gebrauch entladen und mit äußerster Vorsicht behandelt werden, da der Strom für Menschen tödlich sein kann.
