Der Van-de-Graaff-Generator ist einer der bekanntesten Hochspannungsgeneratoren, mit dem Sie das Verhalten von Elektronen visualisieren können. Das Gerät hat keine praktische Anwendung gefunden und wird normalerweise als Unterhaltungsgerät verwendet, um das Funktionsprinzip verschiedener Geräte zu zeigen physikalische Prozesse. Der Generator wurde 1929 erfunden und nach seinem Entdecker benannt.

Wie funktioniert ein Van de Graaff-Generator?

Dieses Gerät kann zwei Versionen haben: horizontal und vertikal. Beide funktionieren nach dem gleichen Prinzip und haben einen ähnlichen Teilesatz im Inneren. Am häufigsten verwendet vertikale Installation, weil es Ihnen ermöglicht, etwas zu erreichen bessere Rezension beim Generieren von Gebühren.

Der Generator besteht aus 5 Hauptelementen:

• Band aus dielektrischem Band.
• Riemenscheibe aus Metall.
• Riemenscheibe aus dielektrischem Material.
• Metallkugel.
• Dielektrisches Gehäuse mit Ständer.

Die leitfähige Metallriemenscheibe befindet sich unten am Generatorständer und die dielektrische Riemenscheibe befindet sich oben. Dazwischen ist ein Gummi- oder Seidenband gespannt. Die untere Riemenscheibe ist geerdet. Daneben befindet sich eine Elektrode in Form einer Bürste, an die Spannung angelegt wird. An der oberen Riemenscheibe ist eine zweite Bürstenelektrode installiert, die mit einer Kugel oben auf dem Generator verbunden ist. Beide Bürsten reiben am dielektrischen Band.

Das Funktionsprinzip des Generators ist recht einfach. Es ist auch mit Wissenslücken über die Grundgesetze der Physik verständlich. Da die untere Bürstenelektrode unter Hochspannung steht und die daneben angebrachte Riemenscheibe aus Metall besteht, entstehen im Luftraum dazwischen positiv geladene Ionen. Sie werden von einer Riemenscheibe angezogen und haften an einem elektrischen Riemen, der die Ionen dreht und zu einer Kugel hebt, die auch als Elektrode fungiert. Die oberen Bürsten entfernen die Ionen und leiten sie zur Metallkugel. Aufgrund seiner Form sammelt es positiv geladene Teilchen an. Das rotierende Band liefert ständig mehr und mehr Ionen, bis eine ausreichende Ansammlung vorhanden ist, um das Potenzial an der Elektrode zu erhöhen.

Praktischer Nutzen

Der Van-de-Graaff-Generator hat praktisch keine Anwendung für die Aufführung gefunden nützliche Funktionen. Es kann jedoch verwendet werden, um das Verhalten von Atomen zu untersuchen. Viele Kernlabore verfügen zu ihrer technischen Ausrüstung über einen Van-de-Graaff-Generator, der zur Beschleunigung von Teilchen dient, die für den Start von Kernreaktionen notwendig sind.

Die überwiegende Mehrheit der vorhandenen Generatoren, die nach diesem Prinzip arbeiten, werden als Lehrmittel zur Demonstration des elektrostatischen Prozesses verwendet. Der Generator wird häufig in Unterhaltungsshows eingesetzt. Es wird verwendet, um Miniaturblitze zu imitieren. Darüber hinaus entsteht rund um die Kugel des Geräts ein Feld, das leichte Gegenstände anheben kann. Die bekannteste und spektakulärste Demonstrationsmethode besteht darin, ein kleines Stück Folie über den Generator zu legen, das aufgrund seines geringen Gewichts und seiner Leitfähigkeit vom Feld des Geräts in der Schwebe gehalten wird. Es kreist lange um die Kugel, besonders wenn es gut ausbalanciert ist. Mit der Zeit verzerrt sich seine Flugbahn und er bleibt am Generator hängen.

Der leistungsstarke Van-de-Graaff-Generator ist in der Lage, große Blitze zu erzeugen, daher ist der Einsatz eines solchen Geräts wirklich faszinierend. In dieser Hinsicht ist es nicht verwunderlich, dass Besucher zu solchen Aufführungen kommen, obwohl es diese Geräte schon seit fast 100 Jahren gibt. In der Nähe des Generators beginnen sie zu brennen Beleuchtungskörper, nicht mit dem Netzwerk verbunden.

Der charakteristische Trick bei der Verwendung eines Generators besteht darin, die Haare auf Ihrem Kopf anzuheben. Sie müssen zunächst auf der Gummimatte stehen und dann mit einer Hand die Kugel des Geräts berühren.

So verwenden Sie den Generator

Der Einsatz eines Generators bedarf der Einhaltung bestimmte Regeln. Ihre Verletzung kann dazu führen unangenehme Folgen. Eine Entladung aus seiner Kugel zu erhalten, fühlt sich an, als würde man vom Blitz getroffen. Das ist natürlich gefährlich, aber nur, wenn ein Generator verwendet wird, der wirklich hohe Spannungen erzeugt.

Vor der Verwendung des Geräts muss es von dauerhaft anhaftendem Staub gereinigt werden, der normalerweise das Isolierband und die Riemenscheiben bedeckt. Speziell für diesen Zweck bieten Generatoren die Möglichkeit, die Kugel zu entfernen. Wenn der Schmutz nicht gelöscht werden soll, können Sie ihn einfach abwaschen, danach können Sie die Teile jedoch erst nach dem Trocknen wieder einbauen.

Vor dem Einschalten der Spannung muss der Generator geerdet und anschließend der Antrieb gestartet werden, um die Drehung des Riemens sicherzustellen.

Vorsichtsregeln

Wenn der Generator an eine Steckdose angeschlossen ist, muss er geerdet werden. Es ist strengstens verboten, die Oberfläche des Geräts zu berühren, mit Ausnahme des Abstellens der Füße auf einer dielektrischen Matte.

Wenn Sie einen Herzschrittmacher tragen, ist es verboten, sich einem laufenden Generator zu nähern. Sie müssen auch berücksichtigen, dass das Gerät modernen Schaden zufügen kann technische Ausrüstung. Bevor Sie mit dem Generator experimentieren, müssen Sie in diesem Zusammenhang Ihr Mobiltelefon beiseite legen und elektronische Uhr. In der Nähe des Generators eingeschaltet Computerausrüstung Es kommt häufig zu Störungen, sodass das Bild auf dem Bildschirm fehlerhaft angezeigt wird. Dies geschieht so lange, wie der Generator läuft.

Spezifikationen

Der erste Prototyp des Generators, der erfolgreich eingeführt wurde, erzeugte eine Spannung von 80 kV. Das hohe Quote, ist aber im Vergleich zu modernen Fortschritten praktisch vernachlässigbar. Die heute verwendeten Anlagen sind in der Lage, 20 Millionen Volt zu erzeugen.

Am meisten leistungsstarker Generator Der in der Geschichte gebaute Van de Graaff erzeugte eine Spannung von 20 MV. Mit seiner Hilfe wurden superformierte Kerne entdeckt.

Kompaktgeneratoren werden kommerziell für den Einsatz im Physikunterricht als visuelle Hilfsmittel hergestellt. Trainingshandbuch. Solche Geräte sind viel sicherer und erzeugen keine starken Entladungen. Zur Durchführung von Blitzshows werden üblicherweise Generatoren eingesetzt, deren Ausgangsspannung bis zu 100 kV beträgt. Sie werden über ein reguläres Netzwerk mit Strom versorgt Wechselstrom bei 220V. Die Höhe solcher Geräte beträgt 40-60 cm und das Gewicht übersteigt selten 7 kg.

Eigenproduktion

Der Van-de-Graaff-Generator wird sehr oft von Amateuren physikalischer Experimente unabhängig hergestellt. Die Herstellung ist überhaupt nicht schwierig, aber das selbstgemachte Produkt wird natürlich nicht mit Wechselstrom betrieben und ist daher völlig sicher. Die untere Bürste des Gerätes ist an die Stromversorgung angeschlossen Ladegerät normal Mobiltelefon. Isolierband wird als dielektrisches Band zur Spannung zwischen den Rollen verwendet. Anstelle einer leitfähigen Kugel wird eine gewöhnliche Aluminium-Getränkedose eingebaut.

Obwohl solch ein primitiver Generator keine spektakulären Blitze erzeugen kann, ist er durchaus in der Lage, die Folie während des Betriebs anzuheben, wodurch ein dünner Strahl Leitungswasser zur Seite ausweicht und kleine LEDs mit Strom versorgt und diese zum Leuchten bringt.

Dabei handelt es sich um einen Hochspannungsgenerator; sein Wirkmechanismus basiert auf der Elektrifizierung eines sich bewegenden dielektrischen Bandes. Es wurde erstmals 1929 in den USA vom Physiker Robert Van de Graaff entwickelt und ergab eine Potentialdifferenz von bis zu 80 Volt. 1931 entwickelte er außerdem Geräte, die 1 Million und zwei Jahre später 7 Millionen Volt erzeugen.

Es ist bekannt, dass bei Reibung verschiedene Materialien Sie können voneinander eine elektrische Ladung erhalten, die alle möglichen kleinen Papierstücke und Staub anziehen und sogar einen Wasserstrahl ablenken kann. Wir verwenden zum Beispiel Abwasser-PVC-Rohr und einer Socke funktioniert es nicht schlechter als der berühmte Ebonit-Stick. Jeder Stoff besteht aus positiv geladenen Atomkernen und negativ geladenen Elektronen, die um sie kreisen. Normalerweise hat ein Stoff die gleiche Menge an positiver und negativer Ladung, sodass die Gesamtladung Null ist, ein solcher Körper ist nicht geladen. Wenn die Socke jedoch das Rohr berührt, bewegen sich Elektronen von der Socke zu diesem, da Elektronen besser von ihren Molekülen angezogen werden.

Reibung ist eine Möglichkeit, möglichst viele Moleküle in Kontakt zu bringen. Daher ist es während des Experiments besser, den Zeh noch stärker zu drücken. Aber nicht jeder ist sich dessen bewusst auf einfache Weise wird eine Spannung von 1000 V erreicht; um dies zu überprüfen, empfiehlt es sich, das Experiment in absoluter Dunkelheit durchzuführen, indem man sich beispielsweise in einem Raum ohne Fenster einschließt. Und beobachten Sie die Entladungsblitze, die entstehen, wenn die Socke am Rohr reibt.

Auch der Van-de-Graaff-Generator wird durch den Kontakt zweier Materialien miteinander aufgeladen, kann aber eine viel höhere Spannung erreichen. Es ist ganz einfach aufgebaut. An der Unterseite des Generators ist ein Motor angebracht. Um einen speziellen Riemen zu drehen, muss etwas an der Achse des Motors befestigt werden, das den Riemen auflädt, wenn er ihn berührt. Wir haben eine ganze Reihe von Materialien ausprobiert, die wir auf die Achse kleben konnten, sowie verschiedene Optionen für Bänder. Als Klebeband funktionierte am besten ein Martens-Medizinverband, und auf die Achse wurden Stücke desselben PVC-Rohrs geklebt, das Elektronen gut anzieht und sich negativ auflädt. Und das positiv geladene Band trägt beim Rotieren seine Ladung nach oben und sammelt sich immer mehr auf der Metallkugel an. Wenn Sie möchten, dass die Kugel eher zu einem Minus als zu einem Plus wird, stecken Sie einfach Ihre Finger in das Rohr; die Haut gibt beim Reiben Elektronen ab. Die auf der Kugel akkumulierte Spannung ist wirklich groß; gemessen an der Größe der Blitzeinschläge werden 100.000 V akkumuliert. Mit der Van-de-Graaff-Technologie hergestellte Kühlgeneratoren können Millionen Volt erzeugen und werden in der Physik verwendet, um Teilchen auf hohe Energien zu beschleunigen.

Warum bringt das Band die Ladung immer nur zum Ball und nimmt sie nie von dort weg? Um die Frage zu beantworten, müssen Sie eine wichtige Eigenschaft von Leitern verstehen, denn die Kugel besteht im Gegensatz zum Band speziell aus Metall, einem hochleitenden Material. Eine Erklärung für den Durchschnittsmenschen: Versierte Leute werden etwas über den Satz von Gauß und die Selbstprüfung lesen.

Angenommen, es gibt ein Stück Metall und irgendwie ist eine Ladung in das Innere gelangt, selbst wenn es sich um einen Haufen negativer Elektronen handelt. Wenn es sich jedoch um Metall handelt, vergeht nicht einmal der Bruchteil einer Sekunde, bis es nicht mehr da ist, weil Es ist ein Haufen Elektronen, sie sind alle Freunde, die sich voneinander abstoßen. Schnell wird die gesamte überschüssige Ladung sehr, sehr entlang der Außenwand des Metalls verschmiert dünne Schicht, d.h. sammelt sich immer an Außenfläche Dirigenten. Daher kann das Band keine Ladung von der Kugel aufnehmen; es gibt einfach keine Ladung im Inneren. Dies ist das Grundprinzip des Generators des Erfinders Van de Graaff. Der ganze Trick besteht darin, dass wir das Klebeband von der Innenseite des Balls anbringen und nicht von außen.

Die Kugel wurde aus zwei bei Ikea gekauften Salatschüsseln hergestellt. Im Inneren befindet sich eine aus einem Fahrrad gefertigte Hülle, an der das Band gehalten wird und sich frei dreht. Die Ladung vom Band gelangt entweder durch die Hülse oder mit Hilfe eines zusätzlichen Drahtes, der möglichst nahe an das Band herangeführt wird, zur Kugel. Am Ende ist es in viele kleine scharfe Leiter unterteilt. Tatsache ist, dass die Ladung durch die Luft viel besser an die Spitze gelangt. Die vom Blitz getroffene Pfanne wird durch das Gehäuse eines selbstgebauten Generators geerdet.

Van-de-Graaff-Generator ist in der Lage, elektrostatische Spannungen von Hunderttausenden Volt zu erzeugen. Solche Anlagen gibt es in vielen Laboren und polytechnischen Museen, wo sie in den unterschiedlichsten Experimenten rund um die Elektrizität eingesetzt werden. Es stimmt, sie verwenden Generatoren, die zwei Menschenhöhen groß sind. Wir werden versuchen, eine kompakte Desktop-Installation zu erstellen.

Der Generator ist nach dem niederländischen Physiker R. J. Van de Graaff benannt, der ihn 1931 für seine Experimente zur Elektrostatik entwarf. Funkenerzeugende Anlagen finden sich seitdem auch in Schulbüro Physiker, und sie werden manchmal Elektrophormaschinen genannt. Wir werden versuchen, mit unseren eigenen Händen ungefähr den gleichen Generator herzustellen, den Van de Graaff selbst beabsichtigt hat.

Um einen Van-de-Graaff-Generator zu entwerfen, benötigen Sie:

• leere Getränkedose aus Metall;
• kleine Nelke;
• Ringgummi ca. 0,5 cm breit und 8 - 10 cm Durchmesser;
• elektrische Glassicherung mit den Maßen 5x20 mm;
• Elektromotor Gleichstrom(zum Beispiel von einem Spielzeug);
• Krokodilklemme;
• Batteriehalter;
• Styroporbecher oder Pappbecher;
• Heißklebepistole oder Tube Kleber für Kunststoff;
• zwei Stücke elektrischer Kupferdraht;
• zwei 3/4-Zoll-Stücke Sanitärrohr aus PVC;
• 3/4" PVC-Kupplung;
• T-förmiges 3/4-Zoll-PVC-Rohrleitungs-T-Stück;
• Isolierband und ein Holzständer.

Die Installation mag kompliziert erscheinen, aber wenn Sie sich die Abbildungen ansehen, werden Sie feststellen, dass die Installation an nur einem Abend möglich ist. Die Hauptsache ist, sich mit allen notwendigen Teilen einzudecken.

Generatorinstallation

Starten Sie die Installation mit Holzsockel. Kleben Sie ein 5 - 7 cm großes Stück darauf Kunststoffrohr 3/4 Zoll Durchmesser. Auf diesem Fundament wird Ihr Generator montiert, so dass er bei Bedarf problemlos entfernt werden kann, wenn Sie beispielsweise das darin befindliche Gummiband austauschen oder Änderungen an der Konstruktion vornehmen müssen.

In einen der Bögen des Sanitär-T-Stücks wird ein Elektromotor eingesetzt. Da der Motor normalerweise einen kleinen Durchmesser hat, muss er mit Papier oder Isolierband umwickelt werden, damit das Gehäuse mit einiger Kraft in das Rohr passt. Ziehen Sie ein Stück auf die Motorwelle Kunststoffrohr entsprechenden Durchmesser.

Als nächstes bohren kleines Loch in der Seite des T-Rohrs. Stecken Sie das Ende hindurch Litzendraht, „locker“ in Form einer Bürste oder Bürste, so dass durch Platzieren in der Nähe eines Gummibandes eine elektrostatische Aufladung von ihm entfernt werden kann.

Sie können Klebeband oder Klebeband verwenden, um den Draht an Ort und Stelle zu befestigen. Platzieren Sie das Ringgummiband unten an der Riemenscheibe und ziehen Sie den verbleibenden Teil nach oben, wie in der Abbildung gezeigt.

Als nächstes schneiden Sie einen 5 bis 7 cm langen Zylinder aus dem 3/4-Zoll-Wasserrohr. Es muss oben am T-förmigen Verbinder befestigt werden, wie im Bild gezeigt. Ziehen Sie das Gummiband ganz nach oben und sichern Sie die Position mit einem Nagel.

Es ist zu beachten, dass die Länge des Rohres so bemessen sein sollte, dass das Gummiband nicht zu stark gedehnt wird. Andernfalls arbeitet der Motor aufgrund erhöhter Reibung mit übermäßiger Belastung.

Schneiden Sie den Boden des Styroporbechers 1,5–2 cm hoch ab, drehen Sie ihn um und schneiden Sie ein Loch in den Boden, damit er genau auf das 3/4-Zoll-Rohr passt.

Bohren Sie nun drei Löcher in die Oberseite der Kupplung. Zwei dieser Löcher sollten einander diametral gegenüberliegen, damit ein kleiner Nagel durch sie passt und als Brücke für das Gummiband dient. Das dritte Loch liegt so zwischen den beiden anderen, dass die darin eingesetzte Drahtbürste, ebenso wie die untere Bürste, im gespannten Zustand fast das Gummiband berührt.

Die Bürste wird in die Kupplung eingesetzt und die Kupplung selbst wird auf das 3/4-Zoll-Rohr oberhalb des Becherkragens aufgesetzt. Das Gummiband wird in die Hülse gesteckt und wie zuvor mit einem Nagel festgehalten. Übrigens müssen die einzelnen Drähte der „Quaste“ fast über die gesamte Länge miteinander verdrillt sein, damit die einzelnen Drähte nicht auseinanderfallen.

Jetzt muss nur noch das Glasrohr eingesetzt werden. Am einfachsten ist es, sie einer elektrischen Sicherung zu entnehmen, wie sie beispielsweise in Funkgeräten verwendet wird. Erhitzen Sie mit einem Lötkolben vorsichtig die Metallkappe an einem Ende der Sicherung und entfernen Sie sie mit einer Zange vom Rohr. Machen Sie dasselbe mit der anderen Kappe.

Ziehen Sie dann das Ende des Nagels aus einem Loch in der Kupplung und setzen Sie das Glasrohr darauf, sodass das Gummi auf dem Rohr liegt. Setzen Sie den Nagel wieder in das zweite Loch ein.

Kleben Sie den Styropor-„Kragen“ auf das Rohr. Dies geschieht am besten mit einer Heißluftpistole, da der Kleber schnell aushärtet und den Kunststoff nicht auflöst.

Aber im Prinzip kann das Gleiche auch mit einem anderen erreicht werden geeigneter Kleber für Kunststoff.

Jetzt können Sie die Aluminiumdose installieren. Es ist gut für Hochspannung geeignet, da es abgerundete Kanten hat, was die Koronaentladung minimiert. Es bleibt nur noch scharfes Messer Schneiden Sie den oberen Deckel vorsichtig aus, glätten Sie die Schnittkanten, z. B. mit einem Schraubenzieher, und stellen Sie das Glas umgedreht auf den Styroporkragen, wobei Sie das freie Ende der oberen Drahtbürste hineinführen.

Der letzte Schritt besteht darin, den Motor über Kabel mit der Batterie zu verbinden. In diesem Fall muss die Versorgungsspannung derjenigen entsprechen, für die der von Ihnen verwendete Elektromotor ausgelegt ist.

Wenn die Quasten oben sind und Unterteile Die Dosen sind richtig installiert – ganz nah am Gummiband, aber ohne es zu berühren, das sollten Sie spüren Licht elektrisch Stechen Sie, sobald Sie Ihren Finger in die Nähe der Aluminiumdose bringen.

Starten und Einrichten des Van de Graaff-Generators

Wenn Sie bei laufendem Motor keine Anzeichen einer hohen elektrostatischen Spannung feststellen (keine Funken, die Dose zieht keine Papierstreifen an), müssen Sie mit der Einstellung des Generators beginnen.

Versuchen Sie es zunächst mit einer anderen Art von Gummiband. Einige Gummiarten haben eine gewisse Leitfähigkeit und können daher kein hohes Potenzial liefern.

Stellen Sie sicher, dass alle Installationsteile sauber sind. Schmutz und Fett können ebenfalls zu Fehlfunktionen Ihres Geräts führen.

Prüfen Sie, ob die obere Bürste zuverlässigen Kontakt zum Metall der Dose hat. Manche Gläser haben innen eine Kunststoffbeschichtung. Dann ist es besser, ein anderes Glas zu nehmen.

Überprüfen Sie, ob scharfe Kanten über die Installation hinausragen. Sie können zur Quelle werden Koronaentladung, und Spannung wird sich nicht aufbauen.

Stellen Sie sicher, dass die Bürsten das Gummiband selbst nicht berühren. Zwischen ihnen sollte eine gewisse Lücke bestehen.

Van-de-Graaff-Generatorschaltung: 1 - Elektromotorwelle; 2 - Glasrohr; 3 - Nelken; 4 - Drahtbürste; 5 - Kugel; 6 - Gummiband; 7 - Drahtbürste.

Überprüfen Sie die Korrektheit der gesamten Installation, indem Sie vergleichen, was wir mit gemacht haben Schaltbild Installationen.

Nachdem der Generator eingerichtet ist, wenden Sie sich an Ihren Physiklehrer interessante Experimente kann mit einem von Ihnen hergestellten Generator versorgt werden. Zum Beispiel, wenn Sie durchhalten Aluminiumdose Wenn der Generator ausgeschaltet ist, gibt es ein Bündel Papierstreifen, die bei steigender Spannung eine Art exotischen „Blumenstrauß“ bilden.

Oder Sie können mit einem Van-de-Graaff-Generator versuchen, Elektrete zu gewinnen – ewige Quellen elektrische Spannung, die beispielsweise in Mikroskopen eingesetzt werden.

Protonen und hochenergetische Ionen. Die Beschleunigung von Partikeln erfolgt aufgrund ihrer Wechselwirkung mit elektrostatischen oder elektromagnetische Felder. In der Medizin werden Beschleuniger geladener Teilchen für die Strahlentherapie und die radiobiologische Forschung eingesetzt. Abhängig von der Beschleunigungsmethode werden Beschleuniger geladener Teilchen in elektrostatische (z. B. Van-de-Graaff-Generator), lineare Resonanz, induktive (siehe Betatron) und zyklische (Zyklotron) unterteilt.

In einem elektrostatischen Van-de-Graaff-Generator entsteht Hochspannung durch die Ansammlung einer elektrischen Ladung auf der Oberfläche einer hohlen leitenden Kugel, die ihr zugeführt wird elektrischer Generatorüber ein bewegliches Endlosband. Die Beschleunigung geladener Teilchen erfolgt in einer Vakuumröhre.

Robert Vann de Graaf demonstrierte 1922 seinen Generator

Elektrostatischer Generator (Van de Graaff) – Beschleuniger für geladene Teilchen. Es besteht aus einer Hochspannungsquelle (dem elektrostatischen Generator selbst) und einer Beschleunigungsröhre. Erste gutes Design Eine ähnliche Installation wurde 1929 von R. J. Van de Graaff vorgeschlagen. Das Funktionsprinzip eines elektrostatischen Generators ist wie folgt.

Elektrische Ladungen vom Generator werden auf ein dielektrisches, sich bewegendes Band aufgebracht.

Von diesem Band werden Ladungen über ein Bürstensystem auf die Innenfläche einer hohlen metallisolierten Kugel – einem Leiter – übertragen (Abb.). Somit kann eine ausreichend große Ladung auf die Kugel übertragen werden, deren Maximalwert durch das Auftreten einer Entladung aus ihr in den Außenraum bestimmt wird. Mit zunehmender Größe der Kugel steigt die Spannung. Derzeit soll die Spannung erhöht werden Mindestgrößen Bei der Installation wird der elektrostatische Generator in einen Tank mit Gas hoher elektrischer Stärke (Stickstoff, Freon, Kohlendioxid), unter Druck bis 20 atm.

Mit einem elektrostatischen Generator können sowohl Elektronen (siehe) als auch schwere Teilchen – Protonen (siehe) – beschleunigt werden. Die maximale Energie beschleunigter Teilchen erreicht 10 MeV. Elektrostatische Generatoren gefunden breite Anwendung in Physik, Technik und Medizin. In der Medizin werden elektrostatische Generatoren mit einem Elektronenstrahl (siehe Elektronenstrahlung) als Quelle harter Bremsstrahlung (siehe) verwendet, die beim Auftreffen von Elektronen entsteht hohe Energie auf ein Ziel aus einem schweren Element. Siehe auch Beschleuniger für geladene Teilchen.

Elektrostatischer Van-de-Graaff-Generator:
1 - Hochspannungselektrode (Leiter);
2 - Ionen- oder Elektronenquelle;
3 - mehrteiliges Beschleunigungsrohr;
4 - Isoliersäule;
5 - Elektronenstrahl-Defokussierungssystem;
6 - dünn Aluminiumfolie;
7 - Förderband;
8 und 10 – Lade- und abnehmbare Spitzen;
9 - „Endlos“-Band bewegen.

VAN DE GRAAF-GENERATOR

VAN DE GRAAF-GENERATOR, ein Gerät, das Hochspannung erzeugt, indem es elektrische Ladungen auf der Außenseite eines hohlen LEITERs konzentriert. Der von John COCKROFT und Ernest WALTON gebaute Cockcroft-Walton-BESCHLEUNIGER erzeugte Hochspannung mithilfe einer Gruppe geladener, in Reihe geschalteter KONDENSATOREN. Der amerikanische Physiker Robert Van de Graaff (1901-67) verbesserte dieses Design, indem er positive oder negative Ladungen entlang eines sich kontinuierlich bewegenden Bandes versprühte, das sie in eine große hohle Metallkugel beförderte, wo die Spannung gespeichert wurde. Dadurch stieg die Spannung von etwa 50.000 Volt auf 1 Million Elektronenvolt. Heute wird der Van-de-Graaff-Generator hauptsächlich dazu verwendet, Teilchen in leistungsstärkere Linearbeschleuniger zu „injizieren“. siehe auchLAWRENCE.

Mit einem Van-de-Graaff-Generator (B) können Sie Hochspannung erzeugen. Wenn etwas einen Überschuss an positiven Ionen aufweist, wird es in das Reservoir gelegt; Elektronen werden auf seiner Innenseite gesammelt, und die gleiche Anzahl positiv geladener Ionen (A) wird auf der Außenseite (A) gesammelt, wenn ein geladener Körper berührt wird innen, alle freien Elektronen fließen zu ihm und machen ihn neutral. Außenseite Das Reservoir enthält immer noch positive Ionen. Im Van-de-Graaff-Generator werden positive Ionen von einer geeigneten Quelle (1) auf ein Endlosband gesprüht, das sie ins Innere transportiert Metallkugel. Das Band verbindet sich mit innere Oberfläche Wände mithilfe eines gratförmigen Leiters (2) Dies ermöglicht den Elektronenfluss auf das Band. Dadurch werden positive Ionen an der Außenseite der Kugel gesammelt (3). Der Effekt kann durch die Verbindung zweier Generatoren verstärkt werden, wie in (C) gezeigt.

Wissenschaftlich und technisch Enzyklopädisches Wörterbuch .

Sehen Sie, was „VAN DE GRAAF GENERATOR“ in anderen Wörterbüchern ist:

Miniatur-Van-de-Graaff-Generator ... Wikipedia

Van-de-Graaff-Generator- Van de Grafo Generatorius Statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Riemengenerator; Van-de-Graaff-Generator-Vok. Bandengenerator, m; Van de Graaff Generator, m rus. Van-de-Graaff-Generator, m; Bandgenerator, m pranc. Beschleuniger Van … Fizikos terminų žodynas

- ... Wikipedia

- ... Wikipedia

- ... Wikipedia

- (siehe ELEKTROSTATISCHER GENERATOR). Physikalisches enzyklopädisches Wörterbuch. M.: Sowjetische Enzyklopädie. Chefredakteur A. M. Prokhorov. 1983. VAN DE GRAAF GENERATOR ... Physische Enzyklopädie

VAN DE GRAAF GENERATOR, siehe Art. Elektrostatischer Generator (siehe ELEKTROSTATISCHER GENERATOR) ... Enzyklopädisches Wörterbuch

Siehe Art. Elektrostatischer Generator... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

Van-de-Graaff-Beschleuniger, siehe Elektrostatischer Beschleuniger... Groß Sowjetische Enzyklopädie

- [benannt nach Amer. Physik R. J. Van de Graaf (R. J. Van de Graaf; S. 1901)] elektrostatisch. Gleichstromgenerator Hochspannung bis 20 MB und zulässiger Laststrom bis 1 mA. Wird in Linearbeschleunigern sowie in Schwachstromanlagen eingesetzt... ... Großes enzyklopädisches polytechnisches Wörterbuch

Bücher

• Set „Japanische Experimente. Statische Elektrizität“ (BB 1164/196407). Es stellt sich heraus, dass Elektrizität unterschiedlich sein kann. In einigen Fällen fließt es, in anderen sammelt es sich an. Und wenn wir etwas über den Stromfluss durch Kabel erfahren, wenn wir Elektrogeräte einschalten, wie... Kategorie: