O gerador Van de Graaff foi inventado no início do século XX. Foi usado para vários fins, em particular, para pesquisa nuclear. Mais tarde, o aplicativo estreitou. Hoje você pode comprá-lo como um brinquedo e demonstrar às crianças a levitação de vários objetos. Você também pode construir um gerador sozinho. Então se tornará um excelente modelo de treinamento com o qual vários experimentos são realizados.
Truques para bebês
Você quer criar "mágica"? Pegue um saco plástico, corte as duas pontas e amarre com um barbante para fazer um laço. Em seguida, esfregue bem uma régua de plástico comum em um item de lã e traga-o para a proa: o voo começará …
Você também pode comprar uma "varinha mágica" pronta com figuras com as quais você pode fazer esses truques na loja.
Mas a maneira mais fácil de ver a "mágica" é apenas acariciar o gato. Então você pode sentir e ver a eletricidade estática resultante.
E aqui está um brinquedo que repete o desenhoGerador Van de Graaff, operado por bateria. Quando o botão é pressionado, uma carga eletrostática é criada na ponta. Portanto, a estatueta o adota e as cargas de mesmo nome começam a se repelir. Como a estatueta é esculpida de uma certa maneira, ela "infla" e ganha volume. Se a carga enfraquecer, basta pressionar o botão "mágico" novamente.
Um pouco de história
Claro, o gerador Van de Graaff não é apenas um brinquedo infantil. O próprio físico criou sua ideia para realizar pesquisas sérias na seção de física atômica. A primeira amostra de demonstração foi feita em 1929. Era pequeno em tamanho. Dimensões mais impressionantes foram obtidas pelo gerador Van de Graaff, montado em trilhos para dirigíveis. O modelo consistia em dois pilares encimados por esferas ocas de alumínio com 4,5 metros de diâmetro.
As instalações construídas em 1931 e 1933 atingiram uma potência de sete milhões de volts. Mas apenas uma carga de até oitenta quilovolts foi fornecida pelo primeiro gerador Van de Graaff.
Princípio de funcionamento
Uma fita dielétrica de papel gira verticalmente no interior. O rolo localizado na parte superior é um dielétrico e o inferior é feito de metal e está conectado ao solo. O eletrodo escova na esfera remove e fornece a carga, que foi distribuída uniformemente na esfera. Próximo ao eletrodo abaixo, o ar é ionizado, íons úteis se depositam na fita e a parte que sobe é carregada.
Para obter uma alta diferença de potencial em aceleradores de partículas lineares (que é para que servem esses geradores), duas esferas com cargas diferentes foram usadas. Em um deles acumulou positivo e no outro - negativo. Quando a concentração atingiu um certo nível, uma descarga elétrica s altou entre eles. Foi ele quem foi investigado. A tensão aqui atingiu milhões de volts.
Anteriormente, os dispositivos eram usados para pesquisa nuclear e aceleração de partículas. Depois que outros métodos de aceleração apareceram, eles começaram a ser usados com muito menos frequência nessa área. Atualmente, o gerador de Van de Graaff é usado principalmente para modelagem. Por exemplo, com sua ajuda, as descargas de gás natural são imitadas. Em vez de fitas, as instalações costumam usar correntes que consistem em elos de plástico e ferro alternadamente.
O que você precisa para montar o dispositivo sozinho
O modelo é fácil de construir a partir de meios improvisados. O gerador Van de Graaff, montado com as próprias mãos, é composto pelos seguintes componentes:
- lápis;
- corte de tubos de pvc;
- borrachas;
- grampos;
- folha de alumínio;
- motor dos brinquedos;
- lâmpada quebrada;
- pastas secas da caneta;
- baterias de 9 volts;
- fita adesiva;
- fios;
- placas.
Todos os elementos devem estar secos, assim como o ar do ambiente. Caso contrário, o design simplesmente não funcionará ou funcionará, mas muitofracamente.
É assim que o gerador Van de Graaff ficará. A foto abaixo mostra como o modelo deve ficar.
Como o gerador é feito por você
Primeiro, é feito um furo na prancha, que se tornará a base da estrutura. A broca é selecionada com um diâmetro adequado, a forma é na forma de uma caneta. Em seguida, são feitos dois furos no tubo: superior e inferior, para as pastas. Faça mais dois furos: um logo acima do topo e o segundo - perpendicular ao fundo.
Em seguida, a pasta deve ser completamente limpa de tinta. Corte um pedaço correspondente ao diâmetro interno do tubo. Eles pegam um clipe de papel, endireitam-no e cortam um pedaço longo o suficiente para que fique um centímetro saliente do tubo.
A fita dielétrica é feita de fita adesiva. A goma é colada para que ambos os lados também fiquem pegajosos.
Os itens preparados são coletados.
Adicione pincéis que coletam carga. Na parte inferior, o pincel passa pelo orifício e a ponta fica fofa. As escovas devem ficar próximas ao elástico, mas sem tocá-lo. A parte superior é enfiada através do orifício na parte superior.
Depois disso, com a ajuda de papel alumínio, é colada uma lâmpada que já está inoperante. O fio superior é anexado à folha. A lâmpada é inserida no topo da estrutura.
Treinamento do gerador Van de Graaff pronto.
Experiências
Se você prender vários fios ao eletrodo superior e aproximar suas mãos, elas ficarão “em pé” e envolverão seus dedos. Tente experimentar no escuro.
Para obter uma tensão mais potente, conecte dois geradores.
Uma boa opção para experimentos seria uma garrafa de Leyden.
A experiência mais famosa é aquela em que o cabelo fica em pé. Para fazer isso, fique em um tapete de borracha, tábua de madeira ou madeira compensada. A mão é colocada na esfera (enquanto o gerador deve ser desligado para não levar choque). Ao ligar o aparelho, passará uma faísca, fazendo com que o cabelo fique em pé.
O gerador deve ser descarregado após cada uso e manuseado com extremo cuidado, pois a corrente pode ser mortal para os seres humanos.
