Penjana Van de Graaff telah dicipta pada awal abad kedua puluh. Ia digunakan untuk pelbagai tujuan, khususnya, untuk penyelidikan nuklear. Kemudian, aplikasi mengecil. Hari ini anda boleh membelinya sebagai mainan dan menunjukkan kepada kanak-kanak pengangkatan pelbagai objek. Anda juga boleh membina penjana sendiri. Kemudian ia akan menjadi model latihan yang sangat baik yang mana pelbagai eksperimen dijalankan.
Tipuan bayi
Adakah anda mahu mencipta "sihir"? Ambil beg plastik, potong kedua-dua hujung dan ikat dengan tali untuk membuat busur. Kemudian gosok pembaris plastik biasa dengan baik pada item bulu dan bawa ke haluan: penerbangan akan bermula …
Anda juga boleh membeli "tongkat ajaib" siap pakai dengan figura yang boleh anda gunakan untuk melakukan helah sedemikian di kedai.
Tetapi cara paling mudah untuk melihat "keajaiban" adalah hanya dengan membelai kucing. Kemudian anda boleh merasakan dan melihat elektrik statik yang terhasil.
Dan ini adalah mainan yang mengulangi reka bentukPenjana Van de Graaff, bateri dikendalikan. Apabila butang ditekan, cas elektrostatik tercipta di hujungnya. Oleh itu, patung itu menerima pakainya, dan tuduhan dengan nama yang sama mula menolak satu sama lain. Oleh kerana patung itu diukir dengan cara tertentu, ia "mengembang" dan mendapat kelantangan. Jika caj menjadi lemah, maka anda hanya perlu menekan butang "ajaib" sekali lagi.
Sedikit sejarah
Sudah tentu, penjana Van de Graaff bukan sahaja mainan kanak-kanak. Ahli fizik itu sendiri mencipta ideanya untuk menjalankan penyelidikan serius dalam bahagian fizik atom. Sampel demonstrasi pertama dibuat pada tahun 1929. Saiznya kecil. Dimensi yang lebih mengagumkan diperolehi oleh penjana Van de Graaff, dipasang pada rel untuk kapal udara. Model ini terdiri daripada dua tiang dengan sfera aluminium berongga dengan diameter lima belas kaki.
Pemasangan yang dibina pada tahun 1931 dan 1933 mencapai kuasa tujuh juta volt. Tetapi hanya caj sehingga lapan puluh kilovolt disediakan oleh penjana Van de Graaff yang pertama.
Prinsip operasi
Pita dielektrik kertas berputar menegak di dalam. Roller yang terletak di bahagian atas adalah dielektrik, dan yang lebih rendah diperbuat daripada logam dan disambungkan ke tanah. Elektrod berus dalam sfera mengeluarkan dan membekalkan cas, yang diagihkan sama rata dalam sfera. Berhampiran elektrod di bawah, udara terion, ion berguna mengendap pada pita dan bahagian yang naik dicas.
Untuk mendapatkan perbezaan potensi tinggi dalam pemecut zarah linear (iaitu penjana ini digunakan), dua sfera dengan cas berbeza telah digunakan. Dalam salah satu daripada mereka terkumpul positif, dan dalam yang lain - negatif. Apabila kepekatan mencapai tahap tertentu, nyahcas elektrik melompat di antara mereka. Dialah yang disiasat. Voltan di sini mencecah berjuta-juta volt.
Sebelum ini, peranti digunakan untuk penyelidikan nuklear dan pecutan zarah. Selepas kaedah pecutan lain muncul, ia mula digunakan dengan lebih jarang di kawasan ini. Pada masa ini, penjana Van de Graaff kebanyakannya digunakan untuk pemodelan. Sebagai contoh, dengan bantuannya, pelepasan gas asli ditiru. Daripada pita, pemasangan selalunya menggunakan rantai yang terdiri daripada plastik dan pautan besi secara berselang-seli.
Apa yang anda perlukan untuk memasang sendiri peranti
Model ini mudah dibina sendiri daripada cara yang telah diubahsuai. Penjana Van de Graaff, dipasang dengan tangannya sendiri, terdiri daripada komponen berikut:
- pensel;
- pemotongan paip pvc;
- getah;
- staples;
- kerajang aluminium;
- enjin daripada mainan;
- mentol patah;
- pes kering daripada pen;
- 9 volt bateri;
- pita pelekat;
- wayar;
- papan.
Semua elemen mestilah kering, begitu juga dengan udara di dalam bilik. Jika tidak, reka bentuk itu tidak akan berfungsi atau akan, tetapi sangatlemah.
Beginilah penjana Van de Graaff akan berubah. Foto di bawah menunjukkan rupa model itu.
Cara penjana dibuat sendiri
Pertama, lubang digerudi pada papan, yang akan menjadi asas struktur. Gerudi dipilih dengan diameter yang sesuai, bentuknya dalam bentuk pen. Kemudian dua lubang dibuat pada tiub: atas dan bawah, untuk pes. Buat dua lagi lubang: satu tepat di atas bahagian atas, dan yang kedua - berserenjang dengan bahagian bawah.
Seterusnya, pes mesti dibersihkan sepenuhnya daripada dakwat. Potong sekeping sepadan dengan diameter dalam paip. Mereka mengambil penjepit kertas, meluruskannya dan memotong sekeping cukup panjang supaya ia terkeluar satu sentimeter dari tiub.
Pita dielektrik diperbuat daripada pita pelekat. Gula-gula getah dilekatkan supaya kedua-dua belah pihak juga melekit.
Barang yang telah disediakan dikumpul.
Tambahkan berus yang mengumpul cas. Di bahagian bawah, berus melalui lubang, dan hujungnya dibuat gebu. Berus hendaklah dekat dengan elastik, tetapi tidak menyentuhnya. Bahagian atas diulirkan melalui lubang di bahagian atas.
Selepas itu, dengan bantuan kerajang aluminium, mentol lampu yang sudah tidak berfungsi ditampal. Kawat atas dilekatkan pada kerajang. Lampu dimasukkan ke atas struktur.
Latihan penjana Van de Graaff sedia.
Eksperimen
Jika anda memasang beberapa benang pada elektrod atas dan mendekatkan tangan anda, ia akan “berdiri” dan melilit jari anda. Cuba bereksperimen dalam gelap.
Untuk mendapatkan voltan yang lebih berkuasa, sambungkan dua penjana.
Pilihan yang baik untuk eksperimen ialah balang Leyden.
Pengalaman yang paling terkenal ialah pengalaman di mana rambut berdiri tegak. Untuk melakukan ini, berdiri di atas tikar getah, papan kayu atau papan lapis. Tangan diletakkan di atas sfera (manakala generator mesti dimatikan supaya tidak terkejut). Apabila perkakas dihidupkan, percikan api akan melepasi, menyebabkan bulu berdiri.
Penjana hendaklah dinyahcas selepas setiap penggunaan dan mengendalikannya dengan berhati-hati, kerana arus boleh membawa maut kepada manusia.
