Generator Van de Graaff ditemukan pada awal abad kedua puluh. Itu digunakan untuk berbagai tujuan, khususnya, untuk penelitian nuklir. Belakangan, aplikasi menyempit. Hari ini Anda dapat membelinya sebagai mainan dan menunjukkan kepada anak-anak pengangkatan berbagai benda. Anda juga dapat membuat generator sendiri. Maka itu akan menjadi model pelatihan yang sangat baik dengan berbagai eksperimen yang dilakukan.
Trik bayi
Apakah Anda ingin membuat "keajaiban"? Ambil kantong plastik, potong kedua ujungnya dan ikat dengan tali untuk membuat busur. Kemudian gosok penggaris plastik biasa dengan baik pada barang wol dan bawa ke haluan: penerbangan akan dimulai …
Anda juga dapat membeli "tongkat ajaib" siap pakai dengan gambar yang dapat digunakan untuk melakukan trik semacam itu di toko.
Tapi cara termudah untuk melihat "keajaiban" adalah dengan membelai kucing. Kemudian Anda berdua dapat merasakan dan melihat listrik statis yang dihasilkan.
Dan ini mainan yang mengulang desainnyaGenerator Van de Graaff, dioperasikan dengan baterai. Ketika tombol ditekan, muatan elektrostatik dibuat di ujungnya. Oleh karena itu, patung itu mengadopsinya, dan muatan dengan nama yang sama mulai saling tolak. Karena patung itu diukir dengan cara tertentu, patung itu "mengembang" dan mendapat volume. Jika dayanya melemah, maka Anda hanya perlu menekan tombol "ajaib" lagi.
Sedikit sejarah
Tentu saja, generator Van de Graaff bukan hanya mainan anak-anak. Fisikawan itu sendiri menciptakan gagasannya untuk melakukan penelitian serius di bagian fisika atom. Sampel demonstrasi pertama dibuat pada tahun 1929. Itu kecil dalam ukuran. Dimensi yang lebih mengesankan diperoleh oleh generator Van de Graaff, dipasang pada rel untuk kapal udara. Modelnya terdiri dari dua pilar yang diatapi bola aluminium berongga dengan diameter lima belas kaki.
Instalasi yang dibangun pada tahun 1931 dan 1933 mencapai daya tujuh juta volt. Tetapi hanya daya hingga delapan puluh kilovolt yang disediakan oleh generator Van de Graaff pertama.
Prinsip operasi
Sebuah pita dielektrik kertas berputar secara vertikal di dalam. Rol yang terletak di atas adalah dielektrik, dan yang lebih rendah terbuat dari logam dan terhubung ke tanah. Elektroda sikat di bola menghilangkan dan memasok muatan, yang didistribusikan secara merata di bola. Di dekat elektroda di bawah, udara terionisasi, ion-ion yang berguna mengendap di pita, dan bagian yang naik diisi.
Untuk mendapatkan perbedaan potensial yang tinggi dalam akselerator partikel linier (untuk itulah generator ini digunakan), dua bola dengan muatan berbeda digunakan. Di salah satu dari mereka terakumulasi positif, dan yang lain - negatif. Ketika konsentrasi mencapai tingkat tertentu, pelepasan listrik melompat di antara mereka. Dialah yang diselidiki. Tegangan di sini mencapai jutaan volt.
Sebelumnya, perangkat digunakan untuk penelitian nuklir dan percepatan partikel. Setelah metode akselerasi lain muncul, mereka mulai lebih jarang digunakan di area ini. Saat ini, generator Van de Graaff banyak digunakan untuk pemodelan. Misalnya, dengan bantuannya, pelepasan gas alam ditiru. Alih-alih pita, instalasi sering menggunakan rantai yang terdiri dari rantai plastik dan besi secara bergantian.
Apa yang Anda butuhkan untuk merakit perangkat sendiri
Modelnya mudah dibuat sendiri dari cara improvisasi. Generator Van de Graaff, dirakit dengan tangannya sendiri, terdiri dari komponen-komponen berikut:
- pensil;
- pemotongan pipa pvc;
- karet;
- staples;
- aluminium foil;
- mesin dari mainan;
- bohlam rusak;
- pasta kering dari pena;
- 9 volt baterai;
- pita perekat;
- kabel;
- papan.
Semua elemen harus kering, begitu juga dengan udara di dalam ruangan. Kalau tidak, desainnya tidak akan berfungsi atau tidak, tetapi sangatlemah.
Beginilah hasil generator Van de Graaff. Foto di bawah ini menunjukkan seperti apa modelnya.
Cara generator dibuat sendiri
Pertama, sebuah lubang dibor di papan, yang akan menjadi dasar struktur. Bor dipilih dengan diameter yang sesuai, bentuknya berupa pena. Kemudian dua lubang dibuat pada tabung: atas dan bawah, untuk pasta. Buat dua lubang lagi: satu tepat di atas bagian atas, dan yang kedua - tegak lurus ke bawah.
Selanjutnya, pasta harus benar-benar dibersihkan dari tinta. Potong bagian yang sesuai dengan diameter bagian dalam pipa. Mereka mengambil penjepit kertas, meluruskannya dan memotongnya cukup panjang sehingga menonjol satu sentimeter dari tabung.
Pita dielektrik terbuat dari pita perekat. Permen karet direkatkan agar kedua sisinya juga lengket.
Barang yang sudah disiapkan dikumpulkan.
Tambahkan kuas yang mengumpulkan muatan. Di bagian bawah, sikat melewati lubang, dan ujungnya dibuat mengembang. Kuas harus dekat dengan karet elastis, tetapi tidak menyentuhnya. Bagian atas dimasukkan melalui lubang di bagian atas.
Setelah itu, dengan bantuan aluminium foil, bohlam yang sudah tidak beroperasi ditempelkan. Kawat atas melekat pada foil. Lampu dipasang di atas struktur.
Pelatihan generator Van de Graaff siap.
Eksperimen
Jika Anda memasang beberapa benang ke elektroda atas dan mendekatkan tangan Anda, benang itu akan “berdiri” dan melingkari jari-jari Anda. Cobalah bereksperimen dalam gelap.
Untuk mendapatkan tegangan yang lebih kuat, sambungkan dua generator.
Pilihan yang baik untuk eksperimen adalah toples Leyden.
Pengalaman yang paling terkenal adalah pengalaman di mana bulu kuduk berdiri. Untuk melakukan ini, berdirilah di atas tikar karet, papan kayu atau kayu lapis. Tangan diletakkan di atas bola (sementara generator harus dimatikan agar tidak tersengat). Saat alat dihidupkan, percikan api akan keluar, menyebabkan rambut berdiri.
Generator harus dikosongkan setelah digunakan dan tangani dengan sangat hati-hati, karena arusnya dapat mematikan bagi manusia.
