Вандерграфа. Генератор Ван де Граафа: принцип работы, применение и особенности

Что такое генератор Ван де Граафа. Как устроен и работает генератор Ван де Граафа. Где применяется генератор Ван де Граафа. Какие особенности и характеристики имеет генератор Ван де Граафа. Как самостоятельно изготовить генератор Ван де Граафа.

Содержание

Что такое генератор Ван де Граафа и история его создания

Генератор Ван де Граафа — это электростатический генератор высокого напряжения, изобретенный американским физиком Робертом Ван де Граафом в 1929 году. Это устройство позволяет генерировать очень высокие напряжения, достигающие нескольких миллионов вольт.

Ключевые факты о создании генератора:

Изобретен в 1929 году Робертом Ван де Граафом
Первый прототип генерировал напряжение 80 кВ
Назван в честь своего изобретателя
Получил широкое распространение в 1930-х годах как инструмент для физических исследований

Принцип работы генератора Ван де Граафа

Как работает генератор Ван де Граафа? Принцип его действия основан на электростатической индукции и трибоэлектрическом эффекте. Рассмотрим основные этапы работы:

Диэлектрическая лента приводится в движение между двумя роликами
Нижний ролик заземлен, верхний — изолирован
Щетка у нижнего ролика создает положительные ионы, которые оседают на ленте
Лента перемещает заряды вверх к металлической сфере
Верхняя щетка снимает заряды с ленты и передает их сфере
На сфере накапливается высокий положительный потенциал

За счет постоянной подачи новых зарядов потенциал на сфере может достигать очень высоких значений — до нескольких миллионов вольт.

Конструкция и основные элементы генератора

Из каких основных частей состоит генератор Ван де Граафа? Типичная конструкция включает следующие элементы:

Диэлектрическая лента (ремень) из резины или шелка
Нижний металлический ролик (заземлен)
Верхний диэлектрический ролик
Щетки для создания и снятия зарядов

Металлическая сфера на вершине
Диэлектрическая колонна-основание
Источник питания для привода ленты

Все элементы размещаются в диэлектрическом корпусе для изоляции. Металлическая сфера может иметь диаметр от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров в крупных установках.

Применение генератора Ван де Граафа в науке и технике

Где используется генератор Ван де Граафа? Основные области применения:

Научные исследования в области физики высоких энергий
Ускорение заряженных частиц в ядерной физике
Демонстрация электростатических явлений в учебных целях
Калибровка высоковольтных измерительных приборов
Испытания изоляционных материалов
Создание рентгеновского и гамма-излучения

Хотя генератор не нашел широкого промышленного применения, он остается важным инструментом в научных лабораториях и образовательных учреждениях.

Особенности и характеристики генераторов Ван де Граафа

Какими ключевыми характеристиками обладают генераторы Ван де Граафа?

Генерируемое напряжение: от десятков киловольт до 20-25 МВ
Мощность: обычно не превышает нескольких киловатт
КПД: относительно низкий, около 10-15%
Полярность напряжения: как правило, положительная
Размеры: от настольных моделей до установок высотой 20-25 м
Срок службы: до нескольких десятилетий при правильном обслуживании

Особенности генераторов:

Простота конструкции
Наглядность демонстрации электростатических явлений
Возможность получения сверхвысоких напряжений
Необходимость тщательной изоляции
Зависимость от влажности воздуха

Меры безопасности при работе с генератором Ван де Граафа

Как безопасно работать с генератором Ван де Граафа? Необходимо соблюдать следующие правила:

Использовать только заземленное оборудование
Не приближаться к работающему генератору ближе безопасного расстояния
Не прикасаться к металлической сфере во время работы
Работать только в сухом помещении
Не использовать вблизи легковоспламеняющихся веществ
Отключать генератор при техническом обслуживании
Не работать с генератором людям с кардиостимуляторами

При соблюдении этих мер генератор Ван де Граафа безопасен в эксплуатации.

Самостоятельное изготовление генератора Ван де Граафа

Можно ли сделать генератор Ван де Граафа своими руками? Да, это вполне возможно для любителей физических экспериментов. Для изготовления простейшего генератора потребуются:

Пластиковая труба в качестве основания
Два ролика (один металлический, другой пластиковый)
Резиновая лента или широкая изолента
Алюминиевая банка в качестве сферы

Щетки из тонкой проволоки
Блок питания от мобильного телефона

Такой самодельный генератор сможет создавать напряжение в несколько десятков киловольт, достаточное для базовых экспериментов с электростатикой.

Эксперименты с самодельным генератором

Какие опыты можно провести с самодельным генератором Ван де Граафа?

Поднятие небольших кусочков фольги или бумаги
Отклонение тонкой струи воды
Зажигание светодиодов без проводов
Создание «электрических волос» на голове
Притягивание легких предметов к заряженной сфере

Эти простые, но эффектные эксперименты наглядно демонстрируют действие электростатических сил.

Генератор Ван де Граафа. Работа и применение. Особенности

Генератор Ван де Граафа является одним из самых известных генераторов высокого напряжения, который позволяет визуализировать поведение электронов. Устройство не нашло практического применения, и обычно используется как развлекательный прибор, показывающий принцип действия различных физических процессов. Генератор изобретен в 1929 году и был назван в честь своего открывателя.

Данное устройство может иметь два варианта исполнения: горизонтальное и вертикальное. Оба работают по одинаковому принципу и имеют внутри аналогичный набор деталей. Чаще всего применяется вертикальная установка, поскольку она позволяет добиться лучшего обзора при генерировании зарядов.

Генератор состоит из 5 основных элементов:

Ремешок из диэлектрической ленты.
Металлический шкив.
Шкив из диэлектрического материала.
Металлическая сфера.
Диэлектрический корпус с подставкой.

Металлический токопроводящий шкив находится в нижней части стойки генератора, а диэлектрический вверху. Между ними натянут ремешок из резины или шелка. Нижний шкив имеет заземление. В близи него находится электрод в виде щетки, на который подается напряжение. У верхнего шкива устанавливается второй электрод щетка, который подсоединен к сфере на верху генератора. Обе щетки трутся о диэлектрическую ленту.

Принцип работы генератора довольно простой. Его можно понять, даже имея пробелы в знаниях основных законов физики. Поскольку нижний щеточный электрод находится под высоким напряжением, а шкив, который закреплен рядом, выполнен из металла, то в воздушном пространстве между ними создаются положительно заряженные ионы. Они притягиваются к шкиву и налипают на электрическую ленту, которая вращается и поднимает ионы вверх к сфере, также выполняющей роль электрода. Верхние щетки снимают ионы, и отправляют их на металлическую сферу. Благодаря своей форме она накапливает положительно заряженные частицы. Вращающаяся лента постоянно доставляет все новые и новые ионы, пока не создастся их достаточного скопления для повышения потенциала на электроде.

Практическое использование

Генератор Ван де Граафа практически не нашел применения для выполнения полезных функций. Однако, его можно использовать для исследования поведения атомов. Многие ядерные лаборатории имеют среди своего технического оборудования и генератор Ван де Граафа, с помощью которого проводится ускорение частиц, что необходимо для начала ядерных реакций.

Подавляющее большинство существующих генераторов, работающих по данному принципу, используется в качестве учебного пособия, позволяющего демонстрировать процесс электростатики. Нередко генератор используется в развлекательных шоу. С его помощью имитируют миниатюрные молнии. Кроме того, вокруг сферы устройства создается поле, способное приподнимать легкие предметы. Самым известным и зрелищным способом демонстрации является отпускание над генератором небольшого кусочка фольги, который благодаря малому весу и токопроводимости удерживается на весу полем устройства. Он кружит вокруг сферы на протяжении продолжительного времени, особенно если имеет хорошую балансировку. Со временем траектория его полета искажается, и он прилипает к генератору.

Мощный генератор Ван де Граафа способен создавать крупные молнии, поэтому зрелище от использования такого прибора действительно завораживает. В связи с этим не удивительно, что на подобные представления приходят посетители, несмотря на то, что данные устройства существуют уже почти 100 лет. Вблизи генератора начиняют гореть осветительные приборы, неподключенные к сети.

Коронным трюком с использованием генератора является поднятие волос на голове. Нужно предварительно встать на резиновый коврик, после чего одной рукой прикоснуться к шару устройства.

Как пользоваться генератором

Применение генератора требует соблюдение определенных правил. Их нарушение может вызывать неприятные последствия. Получение разряда с его сферы по ощущениям похоже на удар молнии. Конечно, это опасно, но только в том случае если применяется генератор, который создает действительно большие напряжения.

Перед применением устройства его нужно очистить от постоянно прилипающей пыли, которая обычно покрывает диэлектрическую ленту и шкивы. Специально для этого в генераторах предусматривается возможность снятия сферы. Если грязь не захочет стираться, ее можно просто смыть, но после этого устанавливать детали обратно можно только после их высыхания.

Перед включением напряжения, генератор нужно заземлить, после чего запустить привод для обеспечения вращения ленты.

Правила предосторожности

В случае включения генератора в сетевую розетку необходимо, чтобы она имела заземление. Категорически запрещено прикасаться к поверхности устройства, за исключением нахождения ног на диэлектрическом коврике.

Запрещено приближаться к работающему генератору в случае использования кардиостимулятора. Также нужно учитывать, что прибор может навредить современному техническому оборудованию. В связи с этим, перед экспериментами с генератором нужно отложить в сторону мобильный телефон и электронные часы. Включенная вблизи от генератора компьютерная техника часто испытывает помехи, поэтому начинает показывать изображение на экране с дефектами. Это продолжается на протяжении всего периода, пока работает генератор.

Технические характеристики

Первый прототип генератора, который был успешно запущен, генерировал напряжение 80 КВ. Это высокий показатель, но является практически ничтожным против современных достижений. Установки, которые используются сегодня, способны генерировать 20 млн. вольт.

Самый мощный генератор Ван де Граафа построенный в истории выдавал напряжение в 20 МВ. Именно с его помощью были открыты суперформированные ядра.

Серийно выпускаются компактные генераторы, предназначенные для использования в кабинетах физики как наглядное учебное пособие. Такие устройства значительно более безопасные, и не выдают мощные разряды. Для проведения шоу по созданию молний обычно применяются генераторы, напряжение которых на выходе составляет до 100 кВ. Они питаются от обычной сети переменного тока на 220В. Высота таких устройств составляет 40-60 см, а вес редко превышает 7 кг.

Самостоятельное изготовление

Генератор Ван де Граафа очень часто изготовляется самостоятельно любителями физических экспериментов. Сделать его совсем несложно, но конечно самоделка не питается от сети переменного тока, поэтому совершенно безопасна. Нижняя щетка прибора подключается к блоку питания зарядного устройства обыкновенного мобильного телефона. В качестве диэлектрического ремешка для натяжения между роликами применяется изолента. Вместо токопроводящей сферы устанавливается обыкновенная алюминиевая банка из-под газировки.

Подобный примитивный генератор хотя и не может генерировать зрелищные молнии, но вполне способен при работе приподнимать фольгу, заставлять уклоняться в сторону тонкую струю воды из-под крана, и питать мелкие светодиоды, от чего они светятся.

Клички для кошек на букву «В»

Главная / Клички / Для кошек / Клички для кошек на букву «В»

Для котов
Для кошек

Для котов

Вавилон Вагнер Вагнес Вади Важняк Вазарт Вазик Вай-Фай Вайгар Вайлд Вайлет Вайно Вайрон Вайс Вайсбир Вайт Вайфай Вакх Валанс Валдай Валдис Валек Валентайн Валентий Валентин Валентино Валера Валериан Валерон Валерьян Валерьянкин Валет Валли Валтор Вальдемар Вальден Валька Вальмонт Вальс Вальт Вальтер Ван Ван Хельсинг Ванахейм Ванбастен Вангог Вангок Вандамм Вандерграф Ванилин Ванкувер Ванхельсинг Ванька Ваня Варвар Варган Варго Варежка Варис Варлаам Варлен Варми Варфаломей Варфоломей Варяг Васаби Васек Васико Василевс Василек Василий Василиск Василь Васимолик Васька Васюн Васютка Вася Васяка Васяня Васятка Ватанабе Ватикан Ватсон Вафлик Вафо Вахид Вахтар Вацлав Вебер Вебстер Вега Вегас Везунчик Вейв Вейдер Вел Веласкес Велес Велиант Великан Великий Великолепный Велимир Велтен Велунд Вель Вельвет Вельзевул Вельмонт Велюр Венди Венедикт Венер Вениамин Веник Веном Венсан Венсен Вентура Венус Венцеслав Венька Веня Веовульф Вергилий Верден Вереск Вермут Вернер Верон Версаль Версаче Версус Веселин Веселый Весемир Веспер Вессик Вестерн Веся Ветер Вефа Вжик Вжык Вивальди Визави Визя Вий Вик Викенд Викент Викентий Викинг Виккарди Виконт Виктор Викториан Виланд Вилл Вилле Вало Вилли Виллис Вилльям Вилсон Вильгельм Вильсон Вильям Вильямс Виля Вин Вин Дизель Виндзор Винди Виндус Винки Винни Винни-пух Винс Винсент Винсент Вего Винсенте Винсенто Винстон Винтер Винтик Винтур Винченцо Винчестер Винчи Виол Виолет Вир Вираж Вирджин Вирфольд Виси Кэт Вискарик Вискас Виски Висмут Виспер Вита Витале Витамин Витас Вито Виток Витольд Витто Виттон Витторио Витуар Витязь Вихрь Влад Влас Властелин Водан Вожак Вок Воланд Волдай Волдо Воли Волкер Волтер Волфи Волчок Вольдемар Вольт Вольтер Вольф Вольфганг Вольфен Восток Восторг Всемил Всеслав Вудди Вуди Вуду Вулкан Вульф Вустер Вуся Вьюки Вьюнок Вэйв Вэйкан Вэл Вэлли Вэллингтон

Для кошек

Вазука Вайда Вайлет Вайлленда Вайнона Вайс Вайт Вайта Вакана Вакса Валенсия Валери Валеска Валеста Валета Валли Вальдивия Валька Валькирия Ванга Ванда Ванеса Ванесса Ванида Ванила Ванилла Ваниль Ванилька Варвара Варежка Варна Варька Варюшка Варя Васаби Васелина Васелиса Васена Василина Василинка Василиса Василиска Васса Васька Вася Ватанабе Ватрушка Вафля Вацлава Вега Веда Вейра Вейси Велесса Вели Велимира Велия Велкурия Велла Велма Вельвета Вельда Вельма Венда Вендетта Венди Венера Венециана Венеция Венцеслава Веня Вера Верда Верезе Верена Верея Верона Вероника Версалия Версаче Верта Веселина Веселка Весна Веснушка Веста Вествуд Вестфалия Веся Вета Ветти Вибеке Вива Виви Вивитт Вивьен Вигдис Вида Виенн Виза Вика Вики Викки Викси Виктори Виктория Вила Вилана Виланель Вилда Вилена Вилли Вилса Вильва Вильетта Вильма Виля Винера Винки Винни Винсенза Виньета Виола Виолет Виолетт Виолетта Виолла Виоллета Виоль Виорика Вира Вирджи Вирджиния Вирианна Вирта Виска Виски Виста Вита Витали Виталина Витаминка Виттория Витэлия Виченца Вишенка Вишня Влада Владилена Власа Власта Волда Волна Вольта Вольфи Врени Всемила Всеслава Вспышка Вудди Вуди Вьесте Вьюга Вьюша Вэл Вэллари Вэлли Вэнди

Подобрать кличку котят

По букве По породе По стране По чертам По цвету

пуф

я переделал

по личным причинам. не спрашивайте новый адрес пожалуйста

ууу за последнее время меня упоминали миллиарды подписчиков оооочень большое спасибо всем :>

шейми-тян:

У НАС СЛИШКОМ МНОГО СИЛЫ

* Вытягивает лист бумаги из JAR *

Comfemgem:

Lynxtaurriotcout:
Nentindo:
Sopharela:
Сосание:
и последняя мем.
И сегодня на «tumblr превращается в 4chan с точки зрения мемов»: принудительные мемы и мем «x is new meme».
сосновая дорожка:
faypunk:
почему так много практиков/преподавателей психологии и смежных областей нейротипичны. вы хотите поговорить о фетишизации, давайте поговорим о том, как много людей увлекаются психологией только потому, что мои проблемы с мозгом очаровывают
это забавно, когда ведущий эксперт по ПРЛ признала, что у нее ПРЛ, другие нейротипичные психиатры внезапно занялись дискредитацией ее, когда раньше они согласился с ней, вот как гребаный глубокий эйблизм идет
wondertomb:
~:0
mega altaria emoticon
(
o’v’o
лучше. надеюсь, он появится правильно
~:0
мега альтария смайлик
убийствобелые люди:
Мусульмане всегда становятся первыми жертвами талибов и им подобных.
Подавляющее большинство жертв деятельности этих групп составляют мусульмане.
Убери это через свои гребаные черепа.
чудо-гробница:
алтария @ алтарианит
252 сп. атака/252 сп. def/4 скорость
скромная наверное?? или робкий
— хлопковая защита
— пульс дракона
— насест
— Moonblast
Если вы хотите смешанный комплект, вы можете использовать защитный слой из хлопкового гарда. но да, этот набор работает довольно хорошо для меня, подумал ID Share
посмотри на этот
Sol Weintraub — Музыка, видео, статистика и фотографии
Доступна новая версия Last.fm. Para Que todo funcione a la perfección, vuelve a cargar el siteio.
Únete a otros y sigue a este artista
Haz scrobbling y redescubre la música. Используйте последний доступ к Last.fm.
Подключитесь к Last.fm
¿Sabes algo де лос antecedentes де Эсте artista? Empieza эль вики
Теги relacionados
экспериментальный хип-хоп
psych folk
Список теговVer todos los tags
Temas más escuchados
Ver todos los temas
Альбомы
org/MusicAlbum» itemprop=»album»>
Ver todos lo álbumes
Предыдущие события
Ahora mismo no tenemos eventos próximos de este artista.
Агрегар Эвенто Ver todos los eventos
Фотографии
Изображение Агрегара
Изображение Агрегара
¿No quieres ver más anuncios? Реализовать ахора
Похожие исполнители
org/MusicGroup»>
Платино отчеты
461 человек
Несчастные синтезаторы
252 ойентес
ВАНАИНК
132 ойентес
Упала
209 человек