Generátor Van de Graaff

Na začiatku 30. rokov 20. storočia Dr. Robert Van de Graaf, ktorý v tom čase pracoval ako výskumný pracovník v Massachusetts Institute of Technology a zaoberal sa vedeckým výskumom v oblasti jadrovej fyziky a technológie urýchľovača, vyvinul, navrhol a čoskoro postavil vysokonapäťový elektrostatický urýchľovač pracujúci na princípe elektrifikácie. dopravný pás vzdušných iónov (1933).

Neskôr, v roku 1936, Van de Graaff postavil (na rovnakom princípe) najväčší elektrostatický generátor konštantného napätia na svete - tandemový generátor Van de Graaff, ktorý sa skladá z dvoch vysokých veží.

Noviny toho času nazývali vynálezom docenta nič menej revolučného, ​​predpovedali ho, aby „vykonával zázraky“ a „objavoval tajomstvá prírody“. Takéto silné miešanie v lise nie je vôbec prekvapujúce, pretože najväčší dvojstupňový generátor van de Graaff sa skladal z dvoch veľkých stĺpov s priemerom takmer 2 metre a výšky asi 15 metrov (s kovovými guľami s priemerom 4,5 metra namontovanými na vrchu stĺpov, vnútri ktorý bol mechanicky napájaný elektrickým nábojom) a umožnil získať potenciálny rozdiel 7 000 000 voltov.

Napriek nízkej účinnosti zariadenia ako celku (asi 23%), ľudia, ktorí videli skvelé zariadenie v práci, mali nezmazateľný dojem, pretože iskry boli dlhé viac ako meter.

Výkon generátora Van de Graaff stačil na skutočnú výskumnú prácu - na urýchlenie atómových jadier, ako aj elementárnych častíc, ako sú protóny a elektróny, na dostatočne vysoké rýchlosti. Takže generátor Van de Graaff používaný v urýchľovačoch pomohol vedcom identifikovať zložky atómov, ktoré sú štruktúrou fyzického vesmíru.

Hovorí sa, že myšlienka fungovania vysokonapäťového generátora prišla do Van de Graufa, keď bol ešte študentom, a z času na čas sledoval na fungujúcom tlačiarenskom stroji iskry statickej elektriny.

Princíp činnosti generátora je nasledujúci. Hodvábna alebo gumová páska (dielektrická páska) je napnutá a otáča sa ako dopravný pás na pároch valcov, z ktorých jeden je umiestnený na spodku stĺpca, druhý vo vnútri dutiny vodivej gule hore. Spodný valec je vyrobený z kovu a galvanicky spojený so zemou, je poháňaný motorom. Horný valec je dielektrický.

Kovová kefa pripojená k kladnému pólu zdroja vysokého napätia, ktorého záporná svorka je spojená priamo so spodným valcom, sa privádza na pásku pod spodným valcom s malou medzerou.

Medzi spodným valcom a kefou sa teda pohybuje dielektrická páska (v skutočnom generátore mala páska šírku asi 120 cm). Pôsobením vysokého napätia (asi 20 000 voltov) medzi valcom a kefou sa vzduch medzi nimi ionizuje a kladné vzduchové ióny, ťahané Coulombovou silou, sa ponáhľajú k záporne nabitému valcu. Ale pretože je v ceste iónov dielektrická páska, ióny sa usadia na páske a nabíjajú ju týmto spôsobom.

Pásik sa pohybuje zdola nahor, pod ním nepretržite prijíma náboj, súčasne sa náboj z jeho povrchu nepretržite prijíma v blízkosti horného valca, pretože horný valec vnútri gule má tiež kefu umiestnenú vedľa nej. Kefa odstraňuje náboj z pásky a je galvanicky spojená s vnútorným povrchom dutej vodivej gule, prenáša na ňu náboj, čím viac a viac elektrifikuje tento sférický kontajner po celom svojom vonkajšom povrchu, v podstate ho prečerpáva a do nej čerpá náboj.

Základná možnosť akumulácie náboja v kapacite gule generátora van de Graaff je obmedzená korónovým výbojom, ktorý nevyhnutne vzniká v dôsledku ionizácie vzduchu obklopujúceho guľu. Teoretický limit pre guľu s priemerom 4,5 metra je približne 17 000 000 voltov.

Americký vedec James Staki a dobrovoľník Judy Creden demonštrujú schopnosť ľudského tela viesť elektrický prúd. Prednáška v New Yorku, 1966

Comments

[#1 Dmitry]

Veľmi zaujímavé! Balde.