Máy phát điện Van de Graaff được phát minh vào đầu thế kỷ XX. Nó được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, đặc biệt là để nghiên cứu hạt nhân. Sau đó, ứng dụng bị thu hẹp. Ngày nay, bạn có thể mua nó như một món đồ chơi và chứng minh cho trẻ thấy khả năng bay của các đồ vật khác nhau. Bạn cũng có thể tự chế tạo máy phát điện. Sau đó, nó sẽ trở thành một mô hình đào tạo tuyệt vời với nhiều thử nghiệm khác nhau được thực hiện.
Thủ thuật bé
Bạn có muốn tạo ra "ma thuật"? Lấy một chiếc túi ni lông, cắt bỏ hai đầu và dùng dây buộc lại để làm nơ. Sau đó, chà một chiếc thước nhựa thông thường lên một món đồ len và đưa nó vào mũi tàu: chuyến bay sẽ bắt đầu …
Bạn cũng có thể mua một "cây đũa thần" làm sẵn với những hình vẽ mà bạn có thể thực hiện những trò như vậy trong cửa hàng.
Nhưng cách dễ nhất để nhìn thấy "điều kỳ diệu" là chỉ để cưng nựng con mèo. Sau đó, bạn có thể vừa cảm nhận và nhìn thấy tĩnh điện thu được.
Và đây là một món đồ chơi lặp lại thiết kếMáy phát điện Van de Graaff, hoạt động bằng pin. Khi nhấn nút, một điện tích tĩnh điện được tạo ra ở đầu. Do đó, bức tượng được sử dụng và các phí cùng tên bắt đầu khắc chế lẫn nhau. Vì bức tượng được chạm khắc theo một cách nhất định, nó "phồng lên" và có thể tích. Nếu điện tích yếu đi, thì bạn chỉ cần nhấn lại nút "ma thuật".
Một chút lịch sử
Tất nhiên, máy phát điện Van de Graaff không chỉ là đồ chơi trẻ em. Chính nhà vật lý này đã tạo ra đứa con tinh thần của mình để thực hiện những nghiên cứu nghiêm túc trong lĩnh vực vật lý nguyên tử. Mẫu trình diễn đầu tiên được thực hiện vào năm 1929. Nó có kích thước nhỏ. Kích thước ấn tượng hơn đã được thu được bởi máy phát điện Van de Graaff, được gắn trên đường ray cho khí cầu. Mô hình bao gồm hai cây cột được đặt trên đỉnh bằng những quả cầu nhôm rỗng đường kính 15 feet.
Các công trình được xây dựng vào năm 1931 và 1933 đạt công suất bảy triệu vôn. Nhưng chỉ một khoản phí lên tới 80 kilovolt được cung cấp bởi máy phát điện Van de Graaff đầu tiên.
Nguyên lý hoạt động
Một băng điện môi bằng giấy quay theo chiều dọc bên trong. Con lăn nằm trên cùng là một chất điện môi, và một con lăn ở dưới được làm bằng kim loại và được nối với mặt đất. Điện cực bàn chải trong hình cầu loại bỏ và cung cấp điện tích được phân bố đều trong hình cầu. Gần điện cực bên dưới, không khí bị ion hóa, các ion hữu ích lắng đọng trên băng và phần của nó đi lên sẽ được tích điện.
Để có được sự khác biệt tiềm năng cao trong các máy gia tốc hạt tuyến tính (đó là công dụng của các máy phát này), hai quả cầu với các điện tích khác nhau đã được sử dụng. Trong một trong số họ tích lũy tích cực, và trong kia - tiêu cực. Khi nồng độ đạt đến một mức nhất định, một dòng điện phóng ra giữa chúng. Chính anh ta là người bị điều tra. Điện áp ở đây lên tới hàng triệu vôn.
Trước đây, các thiết bị được sử dụng để nghiên cứu hạt nhân và gia tốc hạt. Sau khi các phương pháp tăng tốc khác xuất hiện, chúng bắt đầu được sử dụng ít thường xuyên hơn trong lĩnh vực này. Hiện nay, máy phát điện Van de Graaff chủ yếu được sử dụng để tạo mô hình. Ví dụ, với sự trợ giúp của nó, việc phóng khí tự nhiên được bắt chước. Thay vì băng, việc lắp đặt thường sử dụng dây xích bao gồm các liên kết bằng nhựa và sắt xen kẽ.
Những gì bạn cần để tự lắp ráp thiết bị
Mô hình dễ dàng tự xây dựng từ các phương tiện ngẫu hứng. Máy phát điện Van de Graaff, do chính tay ông lắp ráp, bao gồm các thành phần sau:
- bút chì;
- cắt ống nhựa pvc;
- cao su;
- ghim;
- lá nhôm;
- động cơ từ đồ chơi;
- hỏng bóng đèn;
- bột nhão khô khỏi bút;
- pin 9 volt;
- băng dính;
- dây;
- ban.
Tất cả các yếu tố phải khô ráo, cũng như không khí trong phòng. Nếu không, thiết kế đơn giản sẽ không hoạt động hoặc sẽ, nhưng rấtyếu ớt.
Đây là cách máy phát điện Van de Graaff sẽ hoạt động. Ảnh dưới đây cho thấy mô hình sẽ trông như thế nào.
Cách máy phát điện do chính bạn làm ra
Đầu tiên, một lỗ được khoan trên tấm ván, lỗ này sẽ trở thành cơ sở của cấu trúc. Mũi khoan được chọn có đường kính phù hợp, hình dáng có dạng như một chiếc bút. Sau đó, hai lỗ được tạo trên ống: trên và dưới, để dán. Tạo thêm hai lỗ: một lỗ ngay trên đỉnh và lỗ thứ hai - vuông góc với đáy.
Tiếp theo, miếng dán phải được làm sạch hoàn toàn mực. Cắt ra một đoạn tương ứng với đường kính trong của ống. Họ lấy một chiếc kẹp giấy, kéo thẳng nó và cắt một đoạn đủ dài để nó nhô ra khỏi ống một cm.
Băng keo điện môi được làm từ băng dính. Kẹo cao su được dán để cả hai bên cũng dính.
Hàng đã chuẩn bị được thu thập.
Thêm cọ thu phí. Ở phía dưới, bàn chải đi qua lỗ và phần đầu được làm bằng lông tơ. Các bàn chải phải gần với đồ đàn hồi, nhưng không chạm vào nó. Phần trên được luồn qua lỗ ở trên cùng.
Sau đó, với sự trợ giúp của lá nhôm, một bóng đèn đã không hoạt động được dán lên. Dây trên cùng được gắn vào giấy bạc. Đèn được lắp trên đầu cấu trúc.
Van de Graaff đã sẵn sàng đào tạo máy phát điện.
Thử nghiệm
Nếu bạn gắn nhiều sợi chỉ vào điện cực phía trên và đưa tay lại gần hơn, chúng sẽ "đứng vững" và quấn quanh các ngón tay của bạn. Hãy thử thử nghiệm trong bóng tối.
Để có điện áp mạnh hơn, hãy kết nối hai máy phát điện.
Một lựa chọn tốt cho các thí nghiệm sẽ là lọ Leyden.
Trải nghiệm nổi tiếng nhất là trải nghiệm mà tóc dựng đứng. Để làm điều này, hãy đứng trên một tấm thảm cao su, tấm gỗ hoặc ván ép. Tay đặt trên quả cầu (trong khi máy phát điện phải tắt để không bị giật). Khi thiết bị được bật, một tia lửa sẽ đi qua, làm cho sợi tóc bị bết lại.
Máy phát điện nên được xả sau mỗi lần sử dụng và xử lý hết sức cẩn thận, vì dòng điện có thể gây chết người.
