Օգտակար խորհուրդներ

Միշտ եղեք տրամադրության մեջ

Pin
Send
Share
Send
Send


Van de Graaff գեներատորները բարձր լարման գեներատորներ են, որոնք հաճախ օգտագործվում են կրթական նպատակներով: Ուսանողները և ուսուցիչները կարող են նման գեներատոր ստեղծել `էլեկտրականության սկզբունքներն ու օրենքները սովորելու համար: Գեներատորի շարժիչը պտտում է գլանները հիմքում, որոնք շարժվում են ժապավենով: Սկզբում ժապավենի լիցքը զրոյական է, բայց ներքևից հիմնավորված խոզանակը էլեկտրոնները հեռացնում է ժապավենից, ուստի ժապավենի վրա կուտակվում է դրական լիցք, որը երկրորդ խոզանակով տեղափոխվում է մետաղի ոլորտ: Որքան ավելի շատ ժապավենը շարժվում է խոզանակների երկայնքով, այնքան ավելի ուժեղ է լիցքավորվում ոլորտը:

Masterweb- ից

Ֆիզիկայի դասընթացներում, ստատիկ էլեկտրաէներգիայի միջոցով կատարված գործողությունը ցուցադրելու համար, ցույց տվեք Van de Graaff գեներատորը: Անսովոր սարքը, որը մանրանկարչություն է տալիս կայծակնային տարբեր ուղղություններով, ուրախացնում է ուսանողներին: Բայց քչերը գիտեն, որ գեներատորը օգտագործվել է նաև միջուկային ֆիզիկայի ոլորտում փորձերի համար:

Ստեղծման պատմություն

Ամերիկացի ֆիզիկոս Ռոբերտ Վան դե Գրաֆը (1901-1967), որը աշխատել է Պրինսթոնի համալսարանում, պատմության մեջ ընկավ որպես էլեկտրաստատիկ մասնիկների արագացուցիչի ստեղծող:

Van de Graaff գեներատորի առաջին նկարագրությունը կատարվել է 1929 թվականին, և երկու տարի անց նա ստեղծեց բարձրավոլտ արագացուցիչ, որը կարող էր արտադրել 1 ՄՎ էլեկտրական լարման: 1935-ին բարելավված դիզայնն արտադրեց արդեն 7 մեգավոլտ:

Van de Graaff գեներատորը հետագայում դարձավ ժամանակակից տեսակի գծային արագացուցիչի հիմք, որը կոչվում է գնդիկոն: Նրանց միջև եղած տարբերությունը լիցքավորված մասնիկների փոխանցման եղանակն էր: Եթե ​​գեներատորը դրանք փոխանցվել են դիէլեկտրական ժապավենի միջոցով, ապա գնդետրոնը `մետաղական ցանց:

Գործողության սկզբունքը

Գեներատորի դիզայնը թույլ է տալիս դա անել ինչպես հորիզոնական, այնպես էլ ուղղահայաց: Դրա հիմնական մասը մետաղական մեծ ոլորտ է, որի մակերևույթում կա լիցքավորված մասնիկների կուտակում: Մեկուսացված նյութի պատյանների ներսում երկու գլան են, որոնք միմյանց հետ փոխկապակցված են դիէլեկտրական ժապավենի միջոցով: Սկզբում այն ​​պատրաստված էր մետաքսից և ռետինից, իսկ այնուհետև փոխարինվեց շղթայով:

Ստորին շարժակազմը հիմնավորված է և միացված է մի փոքր ոլորտի, այն ունի նաև պտտման շարժիչ: Վերին պտտվողը մետաղական խոզանակով միացված է մեծ ոլորտին:

Երբ ստորին պտտվող պտտվում է, օդը ոնիզացնում է, որին հաջորդում է լիցքավորված մասնիկների վերին պտուտակավորումը: Մետաղական խոզանակի միջոցով իոնների հոսքը փոխանցվում է մեծ ոլորտի մակերեսին, որտեղ այն կուտակվում է էլեկտրաստատիկ լիցքի տեսքով:

Van de Graaff- ի գեներատորի հզորությունը սահմանափակված է կորոնայի արտանետմամբ, ինչը լույսի փայլ է ստեղծում լիցքավորված էլեկտրոդի շուրջ:

Որտե՞ղ է օգտագործվում գեներատորը

Սկզբում սարքը օգտագործվում էր լիցքավորված մասնիկները ցրելու համար, բայց ժամանակի ընթացքում հայտնվեցին ավելի առաջադեմ արագացուցիչներ, և դրա անհրաժեշտությունը վերացավ: Ներկայումս Van de Graaff գեներատորի հետ կատարված փորձերը հիմնականում ուղղված են կայծակի արտանետումների ընթացքում տեղի ունեցող գործընթացների մոդելավորմանը:

Ժամանակակից դպրոցներում այս սարքը ֆիզիկական սենյակների ստանդարտ սարքավորումն է: Նախկին ԽՍՀՄ տարածքում գեներատոր չի արտադրվում: Փորձերի համար դպրոցներում օգտագործվել է Wimshurst էլեկտրալարային մեքենան, որը հետագայում կոչվել է «Լիցքաթափում»:

Գեներատորի արտանետումներ արտադրելու ունակությունը օգտագործվում է տարբեր շոու ծրագրերում և կրկեսային հնարքներ: Այն կարող է ստեղծել մի դաշտ, որը փոքր օբյեկտներ է պահում օդում, և հզոր լիցքը թույլ է տալիս էլեկտրական սարքերը աշխատել էլեկտրականության աղբյուրից հեռու:

Անվտանգության նախազգուշական միջոցներ

Ինչպես ցանկացած սարք, որը ստեղծում է բարձր լարում, Van de Graaff գեներատորը դրա հետ աշխատելիս նախազգուշական միջոցներ է պահանջում: Արտանետումը նշանակություն չունի, թե որտեղ է առաջացել. Երկբևեռ էլեկտրոդների կամ լիցքավորված էլեկտրոդի և մարդու մարմնի միջև: Ներուժի զգալի տարբերություն: Հետևաբար, գեներատորի հետ աշխատելիս անձը պետք է լինի ռետինե պատվածքի վրա, որպեսզի կուտակված լիցքի պատճառով նրա ներուժը չեզոք մնա:

Եթե ​​մարդը հատակին է, հատկապես խոնավ անձի վրա, ապա նա կդառնա գերազանց դիրիժոր ՝ լիցքավորված մասնիկները երկիր փոխանցելու համար, և նրա մարմնով կանցնի մի քանի հազարի, կամ գուցե միլիոնավոր վոլտերի արտանետում: Միակ բանը, որ կարող է թույլ տալ մարդուն կենդանի մնալ, ներկայիս փոքր ուժն է:

Թոքաբորբով մարդիկ չպետք է մոտենան գեներատորին: Էլեկտրոնային սարքերը, ինչպիսիք են ժամացույցները, բջջային հեռախոսները, կարող են անսարքություն առաջացնել: Հետեւաբար, փորձերը սկսելուց առաջ անհրաժեշտ է դրանք մի կողմ թողնել:

Նախքան սկսելը

Գեներատորի տարրերը, ինչպիսիք են գոտիները, խոզանակները, ոլորտը, մագնիսի պես փոշին են գրավում: Աշխատանքն սկսելուց առաջ անհրաժեշտ է մաքրել մեխանիզմները: Դա անելու համար հեռացրեք մի մեծ ոլորտ և սրբեք սարքի մասերը խոնավ շորով: Եթե ​​կուտակված լիցքը թույլ չի տալիս ազատվել փոշուց, ապա մազերի համար կարող եք կիրառել լակի հակատատիկ:

Գեներատորը պտտելուց առաջ ամենակարևոր բանը, որ համոզվեք, որ փոքր էլեկտրոդը հիմնավորված է: Հակառակ դեպքում, լիցքաթափումը հարվածելու է ավելի մեծ զանգված ունեցող օբյեկտի, այսինքն ՝ մարդու:

Ինչպես հավաքել գեներատոր տանը

Այժմ, երբ հայտնի է Van de Graaff- ի գեներատորի շահագործման սկզբունքը, դուք կարող եք ինքնուրույն հավաքել աշխատանքային փորձի մոդել տնային փորձերի համար: Փոքր փորձարկումներից հետո պարզվեց, որ ջրամատակարարման համար PVC խողովակը լավագույնս հարմար է լիցքավորված մասնիկներ ստանալու համար: Եթե ​​այն քսում եք սինթետիկ նյութով, ապա դրա մեջ հայտնված գանձումը թույլ կտա ձեզ գրավել փոքր կտոր թղթեր, թեքել ջրի հոսքը ընկնելու ներքև: Հետևաբար, PVC խողովակը կդառնա լիցքավորված մասնիկների աղբյուր:

Եվ ինչն է էլեկտրոնները փոխանցելու գեներատորի ոլորտին: Փորձերը ցույց են տվել, որ Martens բժշկական վիրակապը լավագույնս հարմար է: Այն բաղկացած է պոլիեսթերից, լատեքսից և բամբակից:

Այժմ, երբ մենք որոշեցինք հիմնական աշխատանքային մասերը, կազմվում է անհրաժեշտ նյութերի ամբողջական ցանկ.

  1. Մետաղի խոշոր ոլորտ: Այն պատրաստված է երկու մեծ աղցան գավաթներից, որոնք վաճառվում են մոտակա հիպերմարկետում:
  2. PVC խողովակ: Այն կտևի 2 կտոր տարբեր տրամագծերով: Առաջինը կդառնա գեներատորի մարմինը, իսկ երկրորդը պետք է ընտրվի այնպես, որ այն սերտորեն տեղավորվի սկավառակին միացված սկավառակին:
  3. Վերին խցան: Կարող եք օգտագործել ցանկացած հարմար առարկա, որի վրա ժապավենը կանցկացվի առանց ցատկելու: Օրինակ ՝ հեծանիվների անիվից մի հին հանգույց կամ կողմերից մեծ պլաստիկ պտտվող:
  4. Պղնձի ժապավենի մի կտոր: Դրանից պատրաստվելու են խոզանակներ ՝ հանելով և փոխանցելով լիցքը:
  5. Powerածր էներգիայի էլեկտրական շարժիչ: Կպահանջվի ստորին մանգաղը պտտելու համար: Այնուամենայնիվ, եթե կա ցանկություն, ապա սկավառակը կարելի է կատարել ձեռքով:
  6. Մետաղական ժապավեններ `գեներատորին օժանդակելու, ինչպես նաև PVC խողովակի վրա տեղադրված մագաղաթները ամրացնելու համար:
  7. Մետաղական սանդուղք: Գործելու է որպես փոքր էլեկտրոդ:

DIY van de Graaff գեներատորի ժողով

Երբ բոլոր նյութերը պատրաստվեն, կարող եք սկսել արտադրել.

  1. Մետաղական շերտերից գեներատորի համար ուղղանկյուն հիմք պատրաստեք: Այն պետք է պատրաստվի քառակուսի տեսքով: Չափերը պետք է ապահովեն կառուցվածքային կայունություն: Անհրաժեշտ է նաև ապահովել էլեկտրական շարժիչի տակ մոնտաժը:
  2. Ամրացրեք ստորին խցանը շարժիչի լիսեռին: Դրա աշխատանքային մակերեսը պետք է ծածկված լինի PVC խողովակի մի կտորով, որը կտրված է Martens վիրակապի լայնքի երկայնքով:
  3. Ամրացրեք էլեկտրական շարժիչը պլատֆորմի վրա, որպեսզի մանգաղն իր կենտրոնում լինի:
  4. Կցեք PVC խողովակ 150 մմ տրամագծով, մանգաղի վերևում գտնվող ուղղահայաց դիրքում: Այն պետք է լինի 50-60 սմ երկարություն: Որպեսզի այն հեշտությամբ հեռացվի և դրվի ժապավենի վրա, խողովակի վրա պետք է կատարվի 4-5 սմ առանցքային կտրում:
  5. Ուղղահայաց խողովակի վերեւում պետք է տեղադրվի երկրորդ խցան: Դա արվում է մոնտաժային փակագծերի միջոցով:
  6. Պատրաստեք ոլորտ ՝ աղցանի ամանի մեջ: Դա անելու համար կտրեք մի փոս հենց խողովակի տրամագծի վրա, նրանցից մեկի ներքեւի մասում: Պարագծի շուրջ նույն աղցանի գավաթին անհրաժեշտ է մի քանի փակագծեր կապել, որոնք կանցկացնեն երկրորդ կեսը:
  7. Խոզանակ պատրաստեք տողապատ մետաղալարից: Դա անելու համար հանել մեկուսացումը 2-3 սմ հատվածի վրա և փաթեթը բաժանել առանձին լարերի: Խոզանակը պետք է ամրացվի մի ծայրից, որպեսզի այն դիպչի վերին պալարին, իսկ մյուս ծայրը պետք է զոդվի ոլորտ:
  8. Անոթից էլեկտրոդ պատրաստելու համար հարկավոր է կապել բռնակը գեներատորի և հիմքի մետաղական բազայի վրա: Բռնակը պետք է մեկուսացված լինի: Դրա համար հարմար է փոքր տրամագծի նույն PVC խողովակը:

Հարյուր տարի առաջ լուսանկարում Van de Graaff- ի գեներատորի նախատիպերը հարյուր տարի առաջ տարբերվում են ինքնուրույն սարքավորումներից: Այժմ, երբ սարքը լիովին պատրաստ է, կարող եք սկսել փորձարկել:

Pin
Send
Share
Send
Send