เครื่องกำเนิด Van de Graaff ถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ยี่สิบ มันถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการวิจัยนิวเคลียร์ ต่อมาแอปพลิเคชันแคบลง วันนี้คุณสามารถซื้อมันเป็นของเล่นและแสดงให้เด็ก ๆ เห็นถึงการลอยตัวของวัตถุต่างๆ คุณยังสามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ด้วยตัวเอง จากนั้นมันจะกลายเป็นรูปแบบการฝึกที่ยอดเยี่ยมด้วยการทดลองต่างๆ
ลูกเล่น
คุณต้องการที่จะสร้าง "เวทย์มนตร์" หรือไม่? นำถุงพลาสติกมาตัดปลายทั้งสองข้างแล้วมัดด้วยเชือกเพื่อทำโบว์ จากนั้นถูไม้บรรทัดพลาสติกธรรมดากับสิ่งของทำด้วยผ้าขนสัตว์แล้วนำไปที่ธนู: เที่ยวบินจะเริ่ม …
คุณยังสามารถซื้อ "ไม้เท้าวิเศษ" แบบสำเร็จรูปพร้อมฟิกเกอร์ที่คุณสามารถทำท่าเหล่านี้ได้ในร้าน
แต่วิธีที่ง่ายที่สุดในการดู "เวทมนตร์" คือการเลี้ยงแมว แล้วคุณจะสัมผัสได้ถึงไฟฟ้าสถิตย์ที่เกิดขึ้น
และนี่คือของเล่นที่ออกแบบซ้ำเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Van de Graaff ใช้แบตเตอรี่ เมื่อกดปุ่ม จะเกิดประจุไฟฟ้าสถิตที่ส่วนปลาย ดังนั้นตุ๊กตาจึงรับเลี้ยงบุตรบุญธรรมและค่าใช้จ่ายที่มีชื่อเดียวกันก็เริ่มขับไล่กัน เนื่องจากรูปแกะสลักถูกแกะสลักในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง มันจึง "พอง" และได้รับปริมาตร หากการชาร์จอ่อนลง คุณเพียงแค่ต้องกดปุ่ม "วิเศษ" อีกครั้ง
ประวัติศาสตร์เล็กน้อย
แน่นอนว่าเครื่องปั่นไฟ Van de Graaff ไม่ใช่แค่ของเล่นเด็กเท่านั้น นักฟิสิกส์สร้างผลงานของตัวเองเพื่อทำการวิจัยอย่างจริงจังในส่วนของฟิสิกส์ปรมาณู ตัวอย่างการสาธิตครั้งแรกถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2472 มันมีขนาดเล็ก เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Van de Graaff ได้ขนาดที่น่าประทับใจยิ่งขึ้นซึ่งติดตั้งบนรางสำหรับเรือบิน โมเดลประกอบด้วยเสาสองต้นที่มีลูกกลมอะลูมิเนียมกลวงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ฟุต
การติดตั้งที่สร้างขึ้นในปี 1931 และ 1933 มีกำลังไฟถึงเจ็ดล้านโวลต์ แต่เครื่องกำเนิด Van de Graaff เครื่องแรกมีประจุไฟฟ้าเพียงแปดสิบกิโลโวลต์เท่านั้น
หลักการทำงาน
กระดาษเทปอิเล็กทริกหมุนในแนวตั้งด้านใน ลูกกลิ้งที่อยู่ด้านบนเป็นไดอิเล็กทริก และลูกกลิ้งด้านล่างทำจากโลหะและเชื่อมต่อกับพื้น อิเล็กโทรดแปรงในทรงกลมจะขจัดและจ่ายประจุ ซึ่งกระจายอย่างเท่าเทียมกันในทรงกลม ใกล้กับอิเล็กโทรดด้านล่าง อากาศจะแตกตัวเป็นไอออน ไอออนที่มีประโยชน์จะเกาะติดกับเทป และส่วนที่ลอยขึ้นจะถูกชาร์จ
เพื่อให้ได้ค่าความต่างศักย์สูงในตัวเร่งอนุภาคเชิงเส้น (ซึ่งเป็นสิ่งที่เครื่องกำเนิดเหล่านี้มีไว้ใช้) ทรงกลมสองอันที่มีประจุต่างกันถูกนำมาใช้ หนึ่งในนั้นสะสมบวกและอีกอันเป็นลบ เมื่อความเข้มข้นถึงระดับหนึ่ง กระแสไฟฟ้าก็พุ่งเข้ามาระหว่างพวกเขา เขาเป็นคนที่ถูกสอบสวน แรงดันไฟฟ้าที่นี่ถึงล้านโวลต์
ก่อนหน้านี้ ใช้อุปกรณ์เพื่อการวิจัยนิวเคลียร์และการเร่งอนุภาค หลังจากที่วิธีการเร่งความเร็วแบบอื่นปรากฏขึ้น ก็เริ่มมีการใช้บ่อยน้อยลงในบริเวณนี้ ปัจจุบันเครื่องกำเนิด Van de Graaff ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสร้างแบบจำลอง ตัวอย่างเช่นด้วยความช่วยเหลือจะเลียนแบบการปล่อยก๊าซธรรมชาติ แทนที่จะใช้เทป การติดตั้งมักใช้โซ่ที่ประกอบด้วยตัวเชื่อมพลาสติกและเหล็กสลับกัน
สิ่งที่คุณต้องใช้ประกอบอุปกรณ์ด้วยตัวเอง
โมเดลสร้างตัวเองได้ง่ายๆ จากวิธีด้นสด เครื่องกำเนิด Van de Graaff ประกอบด้วยมือของเขาเองประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:
- ดินสอ;
- ตัดท่อพีวีซี
- ยาง;
- ลวดเย็บกระดาษ;
- อลูมิเนียมฟอยล์;
- เครื่องยนต์จากของเล่น;
- หลอดแตก;
- น้ำพริกแห้งจากปากกา;
- แบตเตอรี่ 9 โวลต์;
- เทปกาว;
- สายไฟ;
- กระดาน
องค์ประกอบทั้งหมดต้องแห้งเช่นเดียวกับอากาศในห้อง มิฉะนั้นการออกแบบจะไม่ทำงานหรือจะ แต่มากอ่อนแอ
เครื่องกำเนิดของ Van de Graaff จะเป็นอย่างไร ภาพด้านล่างแสดงให้เห็นว่าโมเดลควรเป็นอย่างไร
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำเองได้อย่างไร
ขั้นแรกเจาะรูบนแผ่นไม้ซึ่งจะกลายเป็นฐานของโครงสร้าง สว่านถูกเลือกด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสมรูปร่างอยู่ในรูปของปากกา จากนั้นทำสองรูบนท่อ: บนและล่างสำหรับน้ำพริก ทำอีกสองรู: รูหนึ่งอยู่เหนือด้านบน และรูที่สอง - ตั้งฉากกับด้านล่าง
ต่อไปต้องล้างน้ำหมึกให้หมดจด ตัดชิ้นส่วนที่สอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของท่อออก พวกเขาเอาคลิปหนีบกระดาษมายืดตรงแล้วตัดเป็นชิ้นยาวพอที่จะยื่นออกมาจากท่อได้หนึ่งเซนติเมตร
เทปไดอิเล็กทริกทำจากเทปกาว หมากฝรั่งติดกาวให้เหนียวทั้งสองด้าน
รวบรวมของที่เตรียมไว้
เพิ่มพู่กันที่เก็บประจุ ที่ด้านล่างแปรงจะทะลุผ่านรูและทำให้ปลายเป็นปุย แปรงควรอยู่ใกล้กับยางยืด แต่อย่าแตะต้อง ด้านบนเป็นเกลียวผ่านรูที่ด้านบน
หลังจากนั้นก็วางหลอดไฟที่ไม่ทำงานแล้วปิดทับด้วยกระดาษฟอยล์อะลูมิเนียม ลวดด้านบนติดกับฟอยล์ หลอดไฟถูกแทรกที่ด้านบนของโครงสร้าง
การฝึกเครื่องปั่นไฟ Van de Graaff พร้อม
การทดลอง
หากคุณติดด้ายหลายเส้นเข้ากับอิเล็กโทรดด้านบนและเอามือเข้าไปใกล้ พวกมันจะ "ยืนที่ปลาย" และพันรอบนิ้วของคุณ ลองทดลองในที่มืด
เพื่อให้ได้แรงดันไฟที่แรงขึ้น ให้เชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสองเครื่อง
ตัวเลือกที่ดีสำหรับการทดลองคือโถเลย์เดน
ประสบการณ์ที่โด่งดังที่สุดคือการที่เส้นผมอยู่ปลายผม เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ยืนบนแผ่นยาง แผ่นไม้ หรือไม้อัด วางมือบนทรงกลม (ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องปิดเพื่อไม่ให้ตกใจ) เมื่อเปิดเครื่อง ประกายไฟจะผ่านไป ทำให้ผมหงายขึ้น
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรถูกปล่อยออกหลังจากใช้งานแต่ละครั้งและใช้งานอย่างระมัดระวัง เนื่องจากกระแสไฟอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ได้
