מחולל ואן דה גראף הומצא בתחילת המאה העשרים. הוא שימש למטרות שונות, במיוחד למחקר גרעיני. מאוחר יותר, היישום הצטמצם. היום אפשר לקנות אותו כצעצוע ולהדגים לילדים ריחוף של חפצים שונים. אתה יכול גם לבנות גנרטור בעצמך. אז זה יהפוך למודל אימון מצוין איתו מתבצעים ניסויים שונים.
טריקים לתינוק
האם אתה רוצה ליצור "קסם"? קח שקית ניילון, חתוך את שני הקצוות וקושר בחוט כדי ליצור קשת. לאחר מכן שפשפו סרגל פלסטיק רגיל היטב על פריט צמר והביאו אותו אל החרטום: הטיסה תתחיל …
אפשר גם לקנות "שרביט קסמים" מוכן עם דמויות שאיתם אפשר לעשות טריקים כאלה בחנות.
אבל הדרך הקלה ביותר לראות את ה"קסם" היא פשוט ללטף את החתול. אז אתה יכול גם להרגיש וגם לראות את החשמל הסטטי שנוצר.
והנה צעצוע שחוזר על העיצובגנרטור ואן דה גראף, מופעל באמצעות סוללה. כאשר הכפתור נלחץ, נוצר מטען אלקטרוסטטי בקצהו. לכן, הפסלון מאמץ אותו, ומטענים בעלי אותו שם מתחילים להדוף זה את זה. מאחר והפסל מגולף בצורה מסוימת, הוא "מתנפח" ומקבל נפח. אם המטען נחלש, אתה רק צריך ללחוץ שוב על כפתור ה"קסם".
קצת היסטוריה
כמובן, מחולל ואן דה גראף הוא לא רק צעצועים לילדים. הפיזיקאי עצמו יצר את פרי מוחו כדי לערוך מחקר רציני בקטע של הפיזיקה האטומית. דגימת ההדגמה הראשונה נעשתה ב-1929. זה היה קטן בגודלו. מימדים מרשימים יותר התקבלו על ידי מחולל ואן דה גראף, המותקן על מסילות עבור ספינות אוויר. הדגם כלל שני עמודים שעליהם כדורי אלומיניום חלולים בקוטר של חמישה עשר רגל.
המתקנים שנבנו ב-1931 וב-1933 הגיעו להספק של שבעה מיליון וולט. אבל רק טעינה של עד שמונים קילו-וולט סיפקה המחולל הראשון של ואן דה גראף.
עקרון הפעולה
סרט דיאלקטרי נייר מסתובב אנכית פנימה. הרולר הממוקם בחלק העליון הוא דיאלקטרי, והתחתון עשוי מתכת ומחובר לאדמה. אלקטרודת המברשת בכדור מסירה ומספקת את המטען, שהתפזר באופן שווה בכדור. ליד האלקטרודה למטה, האוויר מיונן, יונים שימושיים מתיישבים על הקלטת, והחלק שלה שעולה נטען.
כדי לקבל הבדל פוטנציאל גבוה במאיצי חלקיקים ליניאריים (שעבורו נועדו המחוללים הללו), נעשה שימוש בשני כדורים עם מטענים שונים. באחד מהם הצטבר חיובי, ובשני - שלילי. כשהריכוז הגיע לרמה מסוימת, קפצה ביניהם פריקה חשמלית. הוא זה שנחקר. המתח כאן הגיע למיליוני וולט.
בעבר, התקנים שימשו למחקר גרעיני ולהאצת חלקיקים. לאחר שהופיעו שיטות תאוצה אחרות, החלו להשתמש בהן בתדירות נמוכה בהרבה באזור זה. כיום, מחולל ואן דה גראף משמש בעיקר לדוגמנות. לדוגמה, בעזרתו מחקים פריקות גז טבעי. במקום סרטים, מתקנים משתמשים לרוב בשרשראות המורכבות מחוליות פלסטיק וברזל לסירוגין.
מה שאתה צריך כדי להרכיב את המכשיר בעצמך
קל לבנות את הדגם בעצמך מאמצעים מאולתרים. הגנרטור ואן דה גראף, שהורכב במו ידיו, מורכב מהרכיבים הבאים:
- pencil;
- חיתוך צינורות pvc;
- rubbers;
- Staples;
- רדיד אלומיניום;
- מנוע מצעצועים;
- נורה שבורה;
- משחות יבשות מהעט;
- 9 וולט סוללות;
- דבק;
- wires;
- boards.
כל האלמנטים חייבים להיות יבשים, כמו גם האוויר בחדר. אחרת, העיצוב פשוט לא יעבוד או יעבוד, אבל מאודחלש.
ככה ייצא מחולל ואן דה גראף. התמונה למטה מראה איך הדגם צריך להיראות.
איך הגנרטור נוצר בעצמכם
ראשית, קודחים חור על הקרש, שיהפוך לבסיס המבנה. המקדחה נבחרת בקוטר מתאים, הצורה היא בצורת עט. ואז שני חורים עשויים על הצינור: העליון והתחתון, עבור משחות. צור שני חורים נוספים: אחד ממש מעל החלק העליון, והשני - בניצב לתחתית.
לאחר מכן, יש לנקות לחלוטין את הדבק מדיו. גזרו חתיכה המתאימה לקוטר הפנימי של הצינור. הם לוקחים מהדק נייר, מיישרים אותו וחותכים חתיכה ארוכה מספיק כך שהיא בולטת סנטימטר מהצינור.
סרט דיאלקטרי עשוי מסרט דביק. המסטיק מודבק כך שגם שני הצדדים דביקים.
פריטים מוכנים נאספים.
הוסף מברשות שאוספות מטען. בתחתית, המברשת עוברת דרך החור, והקצה נעשה אוורירי. המברשות צריכות להיות קרובות לאלסטיות, אך לא לגעת בה. החלק העליון מושחל דרך החור בחלק העליון.
לאחר מכן, בעזרת רדיד אלומיניום, מדביקים נורה שכבר לא פעילה. החוט העליון מחובר לרדיד. המנורה מוכנסת על גבי המבנה.
הדרכה של גנרטור ואן דה גראף מוכנה.
ניסויים
אם תחבר מספר חוטים לאלקטרודה העליונה ותקרב את הידיים שלך, הם "יעמדו על הקצה" ויעטפו את האצבעות שלך. נסה להתנסות בחושך.
כדי לקבל מתח חזק יותר, חבר שני גנרטורים.
אפשרות טובה לניסויים תהיה צנצנת ליידן.
החוויה המפורסמת ביותר היא זו שבה השיער מזדקף. כדי לעשות זאת, לעמוד על מחצלת גומי, לוח עץ או דיקט. היד מונחת על הכדור (בזמן שהגנרטור חייב להיות כבוי כדי לא להזדעזע). כאשר המכשיר מופעל, ניצוץ יעבור ויגרום לשיער להזדקף.
יש לפרוק את הגנרטור לאחר כל שימוש ולטפל בו בזהירות רבה, מכיוון שהזרם עלול להיות קטלני לבני אדם.
