Վան դե Գրաֆի գեներատորը հայտնագործվել է քսաներորդ դարի սկզբին: Այն օգտագործվել է տարբեր նպատակներով, մասնավորապես՝ միջուկային հետազոտությունների համար։ Ավելի ուշ դիմումը կրճատվեց։ Այսօր դուք կարող եք այն գնել որպես խաղալիք և երեխաներին ցուցադրել տարբեր առարկաների լևիտացիա։ Դուք կարող եք նաև ինքներդ գեներատոր կառուցել: Այնուհետև այն կդառնա մարզման հիանալի մոդել, որով տարբեր փորձեր են անցկացվում։
Մանկական հնարքներ
Ցանկանու՞մ եք ստեղծել «կախարդանք»: Վերցրեք պոլիէթիլենային տոպրակ, կտրեք երկու ծայրերը և կապեք թելով՝ աղեղ պատրաստելու համար: Այնուհետև սովորական պլաստիկ քանոնը լավ քսեք բրդյա իրի վրա և մոտեցրեք այն աղեղին. թռիչքը կսկսվի …
Կարող եք գնել նաև ֆիգուրներով պատրաստի «կախարդական փայտիկ», որով կարող եք նման հնարքներ անել խանութում։
Բայց «կախարդանքը» տեսնելու ամենահեշտ ձևը կատվին շոյելն է: Այնուհետև դուք կարող եք և զգալ և տեսնել ստացված ստատիկ էլեկտրականությունը:
Եվ ահա մի խաղալիք, որը կրկնում է դիզայնըVan de Graaff գեներատոր, մարտկոցով աշխատող: Երբ կոճակը սեղմվում է, ծայրում էլեկտրաստատիկ լիցք է առաջանում: Ուստի արձանիկը ընդունում է այն, և նույնանուն մեղադրանքները սկսում են վանել միմյանց։ Քանի որ արձանիկը որոշակի ձևով փորագրված է, այն «փչում է» և ծավալ ստանում։ Եթե լիցքը թուլանում է, ապա պարզապես պետք է կրկին սեղմել «կախարդական» կոճակը։
Մի քիչ պատմություն
Իհարկե, Van de Graaff գեներատորը միայն մանկական խաղալիք չէ: Ինքը՝ ֆիզիկոսը, ստեղծել է իր միտքը՝ ատոմային ֆիզիկայի բաժնում լուրջ հետազոտություններ իրականացնելու համար։ Առաջին ցուցադրական նմուշը պատրաստվել է 1929 թ. Այն փոքր էր չափերով։ Ավելի տպավորիչ չափեր են ձեռք բերել Van de Graaff գեներատորը, որը տեղադրված է օդանավերի համար նախատեսված ռելսերի վրա: Մոդելը բաղկացած էր երկու սյուներից, որոնք վերևում գտնվում էին տասնհինգ ոտնաչափ տրամագծով խոռոչ ալյումինե գնդերով:
1931 և 1933 թվականներին կառուցված կայանքները հասնում էին յոթ միլիոն վոլտ հզորության: Բայց միայն մինչև ութսուն կիլովոլտ լիցքավորում է ապահովել առաջին Van de Graaff գեներատորը:
Գործողության սկզբունք
Թղթե դիէլեկտրիկ ժապավենը ներսից ուղղահայաց պտտվում է: Վերևում գտնվող գլանաձևը դիէլեկտրիկ է, իսկ ստորինը մետաղից է և միացված է գետնին։ Ոլորտի մեջ խոզանակի էլեկտրոդը հեռացնում և մատակարարում է լիցքը, որը հավասարաչափ բաշխվել է գնդում։ Ներքևում գտնվող էլեկտրոդի մոտ օդը իոնացված է, օգտակար իոնները նստում են ժապավենի վրա, և դրա վեր բարձրացող մասը լիցքավորվում է։
Գծային մասնիկների արագացուցիչների մեծ պոտենցիալ տարբերություն ստանալու համար (ինչի համար էին այս գեներատորները), օգտագործվել են տարբեր լիցքերով երկու գնդիկներ։ Դրանցից մեկում կուտակվել է դրական, իսկ մյուսում՝ բացասական։ Երբ կոնցենտրացիան հասել է որոշակի մակարդակի, նրանց միջև էլեկտրական լիցքաթափվել է: Հենց նա է հետաքննվել։ Այստեղ լարումը հասել է միլիոնավոր վոլտերի։
Նախկինում սարքերն օգտագործվում էին միջուկային հետազոտությունների և մասնիկների արագացման համար: Այն բանից հետո, երբ հայտնվեցին արագացման այլ մեթոդներ, դրանք սկսեցին շատ ավելի հազվադեպ կիրառվել այս ոլորտում։ Ներկայումս Van de Graaff գեներատորը հիմնականում օգտագործվում է մոդելավորման համար։ Օրինակ, դրա օգնությամբ բնական գազի արտանետումները նմանակվում են։ Ժապավենի փոխարեն, ինստալացիաներում հաճախ օգտագործվում են պլաստմասե և երկաթե կապանքներից բաղկացած շղթաներ:
Ինչ է անհրաժեշտ սարքը ինքներդ հավաքելու համար
Մոդելը հեշտ է ինքներդ կառուցել իմպրովիզացված միջոցներից: Սեփական ձեռքերով հավաքված Van de Graaff գեներատորը բաղկացած է հետևյալ բաղադրիչներից՝
- մատիտ;
- pvc խողովակի կտրում;
- ռետիններ;
- կեռեր;
- ալյումինե փայլաթիթեղ;
- շարժիչ խաղալիքներից;
- կոտրված լամպ;
- չոր մածուկներ գրիչից;
- 9 վոլտ մարտկոցներ;
- կպչուն ժապավեն;
- լարեր;
- տախտակներ.
Բոլոր տարրերը պետք է չոր լինեն, ինչպես նաև սենյակի օդը։ Հակառակ դեպքում, դիզայնը պարզապես չի աշխատի կամ չի աշխատի, բայց շատթույլ.
Այսպես կստացվի Van de Graaff գեներատորը. Ստորև ներկայացված լուսանկարը ցույց է տալիս, թե ինչպիսին պետք է լինի մոդելը։
Ինչպես է գեներատորը պատրաստվում ինքներդ
Նախ տախտակի վրա անցք են փորում, որը կդառնա կառուցվածքի հիմքը։ Գայլիկոն ընտրված է հարմար տրամագծով, ձևը գրիչի տեսքով է։ Այնուհետեւ խողովակի վրա երկու անցք են անում՝ վերևից և ներքևից, մածուկների համար։ Կատարեք ևս երկու անցք՝ մեկը վերևից անմիջապես վերև, իսկ երկրորդը՝ ներքևին ուղղահայաց:
Հաջորդը, մածուկը պետք է ամբողջությամբ մաքրվի թանաքով: Կտրեք խողովակի ներքին տրամագծին համապատասխան մի կտոր: Վերցնում են թղթի սեղմիչը, ուղղում և կտրում են մի կտոր այնքան երկար, որ խողովակից մեկ սանտիմետր դուրս գա։
Դիէլեկտրիկ ժապավենը պատրաստված է կպչուն ժապավենից: Մաստակը սոսնձված է այնպես, որ երկու կողմերը նույնպես կպչուն լինեն։
Պատրաստված իրերը հավաքվում են։
Ավելացրեք խոզանակներ, որոնք լիցքավորում են: Ներքևում խոզանակն անցնում է անցքով, իսկ ծայրը փափկամազ է արվում։ Վրձինները պետք է մոտ լինեն առաձգականին, բայց չդիպչեն դրան։ Վերևը պտտվում է վերևի անցքի միջով:
Դրանից հետո ալյումինե փայլաթիթեղի միջոցով փակցնում են արդեն չաշխատող լամպը։ Վերին մետաղալարը ամրացված է փայլաթիթեղի վրա: Լամպը տեղադրված է կառուցվածքի վերևում։
Վան դե Գրաֆի գեներատորի մարզումը պատրաստ է։
Փորձեր
Եթե մի քանի թել ամրացնեք վերին էլեկտրոդին և մոտեցնեք ձեր ձեռքերը, դրանք «կկանգնեն» և կփաթաթվեն ձեր մատների շուրջը: Փորձեք փորձարկել մթության մեջ:
Ավելի հզոր լարում ստանալու համար միացրեք երկու գեներատոր։
Փորձերի համար լավ տարբերակ կլինի Leyden բանկա:
Ամենահայտնի փորձառությունն այն է, երբ մազերը բիզ են կանգնում: Դա անելու համար կանգնեք ռետինե գորգի, փայտե տախտակի կամ նրբատախտակի վրա: Ձեռքը դրվում է գնդի վրա (մինչդեռ գեներատորը պետք է անջատել, որպեսզի չցնցվի)։ Երբ սարքը միացված է, կայծ կանցնի, որի արդյունքում մազերը բիզ են կանգնում։
Գեներատորը պետք է լիցքաթափվի յուրաքանչյուր օգտագործումից հետո և այն վարվի ծայրահեղ զգուշությամբ, քանի որ հոսանքը կարող է մահացու լինել մարդկանց համար:
