Generator Van de Graaff

Generatorul Van de Graaff  este un generator electrostatic de înaltă tensiune , al cărui principiu se bazează pe electrificarea unei benzi dielectrice în mișcare. Primul generator a fost dezvoltat de fizicianul american Robert Van de Graaff în 1929 și a făcut posibilă obținerea unei diferențe de potențial de până la 80 de kilovolți . În 1931 și 1933, a construit și generatoare mai puternice, care au făcut posibilă atingerea unei tensiuni de 1 milion, respectiv 7 milioane de volți [1] .

Cum funcționează

Un generator Van de Graaff simplu constă dintr-o bandă dielectrică (mătase sau cauciuc) (4 în figura „Diagrama generatorului”) care se rotește pe rolele 3 și 6, rola superioară fiind dielectrică, iar cea inferioară fiind metalică și conectată la masă . Unul dintre capetele benzii este închis într-o sferă de metal 1. Doi electrozi 2 și 5 sub formă de perii sunt amplasați la mică distanță de bandă în partea de sus și de jos, iar electrodul 2 este conectat la suprafața interioară. a sferei 1. Prin peria 5, aerul este ionizat dintr-o sursă de înaltă tensiune 7, ioni pozitivi formați sub influența forței Coulomb se deplasează către rola împământătă 6 și se așează pe bandă; centura în mișcare transferă sarcina în interiorul sferei 1, unde este îndepărtată de peria 2; sub acțiunea forței Coulomb, sarcinile sunt împinse pe suprafața sferei, iar câmpul din interiorul sferei este creat doar de o încărcare suplimentară pe bandă. Astfel, pe suprafața exterioară a sferei se acumulează o sarcină electrică. Posibilitatea de a obține o tensiune înaltă este limitată de descărcarea corona , care apare atunci când aerul din jurul sferei este ionizat .

Intensitatea câmpului electric în apropierea proeminențelor este mai mare decât pe o suprafață plană; prin urmare, pentru a reduce corona, suprafața sferei este lustruită cu grijă. Intensitatea câmpului la care se produce o descărcare corona în aer la presiunea atmosferică normală este de aproximativ 30 kV/cm. O astfel de tensiune se realizează cu cât mai repede, cu atât raza sferei este mai mică:

.

Prin urmare, pentru a obține diferențe mari de potențial, dimensiunea sferei este mărită (până la 10 m în diametru). Diferența de potențial limitativă, care poate fi obținută practic folosind generatorul Van de Graaff, este de aproximativ V. [2]

În generatoarele electrostatice moderne de înaltă tensiune (asemănătoare, în principiu, cu generatorul Van de Graaff), în loc de benzi, se folosesc lanțuri, care constau din legături alternante de metal și plastic. Aceste dispozitive se numesc peletroni , deoarece sarcina electrică nu este transferată de o bandă transportoare dielectrică, ci de un lanț format din legături conductoare electric - peleți (din engleză pelet - granulă, bilă), izolate una de alta.

Aplicație

Din punct de vedere istoric, generatoarele Van de Graaff au fost folosite inițial în cercetarea nucleară pentru a accelera diferite particule încărcate . În prezent, rolul lor în cercetarea nucleară sa diminuat pe măsură ce s-au dezvoltat alte metode de accelerare a particulelor.

Acestea continuă să fie folosite pentru a modela procesele care au loc atunci când fulgerele lovesc , pentru a simula fulgerele pe sol.

În literatură

• În romanul SF de E. L. Voiskunsky și I. B. Lukodyanov „Echipajul Mekongului”, generatorul Van de Graaff este folosit pentru a conferi permeabilitate solidelor.
• În povestea fantastică a fraților Strugatsky „ Luni începe sâmbătă ”, un dispozitiv fictiv este comparat cu generatorul Van de Graaff - parte a echipamentului folosit în departamentul de fericire liniară al lui NIICHAVO : „Eu... am admirat modul în care distilatorul gigant. de Râsul Copiilor, similar cu generatorul Van de Graaff, funcționează.Graaf. Numai că, spre deosebire de generator, funcționa complet în tăcere și mirosea bine în jurul lui” [3] .

Fotografie

• generator Van de Graaff

• Generator fara sfera metalica

• Rolă de sus și piepteni

• Rolă de jos și piepteni

Vezi și

• Generator Fitch-Howell
• Van der Graaf Generator (formație engleză de rock progresiv)

Note

1. ↑ Darryl J. Leiter. Van de Graaff, Robert Jemison // de la A la Z a fizicienilor . - 2003. - S. 312.
2. ↑ Generatorul Van de Graaff // Savelyev I.V. Curs de fizică generală. T. 2.
3. ↑ Arkadi Strugatsky, Boris Strugatsky. Luni începe sâmbătă: O poveste pentru tinerii lucrători în știință . Platforma de conținut Pandia.ru . Preluat: 21 aprilie 2022. (Rusă)

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană mare chinezesc Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	BNF : 11981925k J9U : 987007531849305171 LCCN : sh85141969