Die Van de Graaff-kragopwekker is aan die begin van die twintigste eeu uitgevind. Dit is vir verskeie doeleindes gebruik, veral vir kernnavorsing. Later het die aansoek vernou. Vandag kan jy dit as 'n speelding koop en aan kinders die levitasie van verskeie voorwerpe demonstreer. Jy kan ook self 'n kragopwekker bou. Dan sal dit 'n uitstekende opleidingsmodel word waarmee verskeie eksperimente uitgevoer word.
Baba-toertjies
Wil jy "magic" skep? Neem 'n plastieksak, sny albei punte af en bind met 'n tou om 'n strik te maak. Vryf dan 'n gewone plastiekliniaal goed op 'n wolitem en bring dit na die boog: die vlug sal begin …
Jy kan ook 'n klaargemaakte "towerstaffie" met figure koop waarmee jy sulke toertjies in die winkel kan doen.
Maar die maklikste manier om die "magic" te sien, is net om die kat te troetel. Dan kan jy beide die resulterende statiese elektrisiteit voel en sien.
En hier is 'n speelding wat die ontwerp herhaalVan de Graaff kragopwekker, battery aangedryf. Wanneer die knoppie gedruk word, word 'n elektrostatiese lading by die punt geskep. Daarom neem die beeldjie dit aan, en ladings met dieselfde naam begin mekaar afstoot. Aangesien die beeldjie op 'n sekere manier uitgekerf is, "blaas" dit op en kry volume. As die lading verswak, dan hoef jy net weer die "magic" knoppie te druk.
'n bietjie geskiedenis
Natuurlik is die Van de Graaff-kragopwekker nie net kinderspeelgoed nie. Die fisikus het self sy breinkind geskep om ernstige navorsing in die afdeling van atoomfisika te doen. Die eerste demonstrasiemonster is in 1929 gemaak. Dit was klein in grootte. Meer indrukwekkende afmetings is verkry deur die Van de Graaff kragopwekker, gemonteer op relings vir lugskepe. Die model het bestaan uit twee pilare wat bo-op hol aluminiumsfere van vyftien voet in deursnee was.
Die installasies wat in 1931 en 1933 gebou is, het 'n krag van sewe miljoen volt bereik. Maar slegs 'n lading van tot tagtig kilovolt is deur die eerste Van de Graaff kragopwekker verskaf.
Bedryfsbeginsel
'n Papier diëlektriese band draai vertikaal binne. Die roller aan die bokant is 'n diëlektrikum, en die onderste een is van metaal en is aan die grond gekoppel. Die kwaselektrode in die sfeer verwyder en verskaf die lading, wat eweredig in die sfeer versprei is. Naby die elektrode hieronder word die lug geïoniseer, nuttige ione sit op die band neer, en die deel daarvan wat opgaan word gelaai.
Om 'n hoë potensiaalverskil in lineêre deeltjieversnellers te kry (waarvoor hierdie kragopwekkers was), is twee sfere met verskillende ladings gebruik. In een van hulle opgehoopte positiewe, en in die ander - negatief. Toe die konsentrasie 'n sekere vlak bereik, het 'n elektriese ontlading tussen hulle gespring. Dit was hy wat ondersoek is. Die spanning hier het miljoene volt bereik.
Voorheen is toestelle vir kernnavorsing en partikelversnelling gebruik. Nadat ander metodes van versnelling verskyn het, het hulle baie minder gereeld in hierdie gebied begin gebruik word. Tans word die Van de Graaff kragopwekker meestal vir modellering gebruik. Byvoorbeeld, met die hulp daarvan word aardgasontladings nageboots. In plaas van bande, gebruik installasies dikwels om die beurt kettings wat uit plastiek en ysterskakels bestaan.
Wat jy nodig het om die toestel self aanmekaar te sit
Die model is maklik om self uit geïmproviseerde middele te bou. Die Van de Graaff kragopwekker, met sy eie hande saamgestel, bestaan uit die volgende komponente:
- potlood;
- pvc pyp sny;
- rubbers;
- krammetjies;
- aluminiumfoelie;
- enjin van speelgoed;
- stukkende gloeilamp;
- droë pasta uit die pen;
- 9 volt batterye;
- kleefband;
- drade;
- borde.
Alle elemente moet droog wees, sowel as die lug in die kamer. Andersins sal die ontwerp eenvoudig nie werk of sal nie, maar baieswak.
Dit is hoe die Van de Graaff-kragopwekker sal uitdraai. Die foto hieronder wys hoe die model moet lyk.
Hoe die kragopwekker deur jouself gemaak word
Eers word 'n gat op die plank geboor, wat die basis van die struktuur sal word. Die boor word gekies met 'n geskikte deursnee, die vorm is in die vorm van 'n pen. Dan word twee gate op die buis gemaak: bo en onder, vir pasta. Maak nog twee gate: een net bokant die bokant, en die tweede - loodreg op die onderkant.
Volgende moet die pasta heeltemal van ink skoongemaak word. Knip 'n stuk uit wat ooreenstem met die binnedeursnee van die pyp. Hulle neem 'n skuifspeld, maak dit reguit en sny 'n stuk lank genoeg af sodat dit 'n sentimeter van die buis uitsteek.
Diëlektriese band word van kleefband gemaak. Die kougom is vasgeplak sodat albei kante ook taai is.
Voorbereide items word afgehaal.
Voeg borsels by wat lading insamel. Aan die onderkant gaan die kwas deur die gat, en die punt word donsig gemaak. Die borsels moet naby die rek wees, maar moet nie daaraan raak nie. Die bokant word deur die gaatjie aan die bokant geryg.
Daarna word 'n gloeilamp wat reeds nie werk nie, met behulp van aluminiumfoelie oorgeplak. Die boonste draad is aan die foelie geheg. Die lamp word bo-op die struktuur ingesit.
Van de Graaff kragopwekker opleiding gereed.
Eksperimente
As jy verskeie drade aan die boonste elektrode heg en jou hande nader bring, sal hulle "op ente staan" en om jou vingers draai. Probeer in die donker eksperimenteer.
Om 'n kragtiger spanning te kry, koppel twee kragopwekkers.
'n Goeie opsie vir eksperimente sal 'n Leyden-fles wees.
Die bekendste ervaring is die een waarin die hare regop staan. Om dit te doen, staan op 'n rubbermat, houtbord of laaghout. Die hand word op die sfeer geplaas (terwyl die kragopwekker afgeskakel moet word om nie geskok te word nie). Wanneer die toestel aangeskakel word, sal 'n vonk verbygaan, wat veroorsaak dat die hare regop staan.
Die kragopwekker moet na elke gebruik ontlaai word en dit met uiterste sorg hanteer, aangesien die stroom dodelik vir mense kan wees.
