Генератор Ван де Граафа — это устройство, которое создает статическое электричество и делает его доступным для экспериментов.
Американский физик Роберт Джемисон Ван де Грааф изобрел генератор Ван де Граафа в 1931 году. Устройство, носящее его имя, способно генерировать чрезвычайно высокие напряжения — до 20 миллионов вольт. Ван де Грааф изобрел генератор для обеспечения высокой энергии, необходимой для ускорителей ранних частиц. Эти ускорители были известны как сокрушители атомов, потому что они ускоряли субатомные частицы до очень высоких скоростей, а затем «разбивали» их о целевые атомы. В результате столкновений были созданы другие субатомные частицы и высокоэнергетическое излучение, такое как рентгеновские лучи. Способность создавать столкновения высоких энергий является основой физики элементарных частиц и ядерной физики. Генератор высоковольтный тут https://labbox.ru/product/generator-van-de-graafa/

Генераторы Ван де Граафа описываются как электростатические устройства «постоянного тока». Когда вы добавляете нагрузку на генератор Ван де Граафа, ток (сила тока) остается прежним. Это напряжение, которое зависит от нагрузки. В случае генератора Ван де Граафа, когда вы приближаетесь к выходному выводу (сфере) с заземленным объектом, напряжение будет уменьшаться, но ток останется прежним. И наоборот, батареи известны как устройства с «постоянным напряжением», потому что, когда вы кладете на них нагрузку, напряжение остается неизменным. Хороший пример — автомобильный аккумулятор. Полностью заряженный автомобильный аккумулятор выдает около 12,75 вольт. Если вы включите фары, а затем проверите напряжение батареи, вы увидите, что оно остается относительно неизменным (при условии, что ваша батарея здорова). В то же время ток будет изменяться в зависимости от нагрузки. Например, вашим фарам может потребоваться 10 ампер, а дворникам — всего 4 ампера. Независимо от того, какой из них вы включите, напряжение останется прежним.

Есть два типа генераторов Ван де Граафа: в одном для зарядки используется высоковольтный источник питания, а в другом для зарядки используются ремни и ролики.

Генератор Ван де Граафа состоит из:

  • Мотор
  • Два ролика
  • Ремень
  • Две щетки в сборе
  • Выходной терминал (обычно металлический или алюминиевый шар)

Как работает?

При включении мотора нижний ролик (зарядное устройство) начинает поворачивать ремень. Поскольку ремень сделан из резины, а нижний ролик покрыт силиконовой лентой, нижний ролик начинает накапливать отрицательный заряд, а ремень — положительный. Вы можете понять, почему возникает этот дисбаланс зарядов, посмотрев на ряд трибоэлектриков: кремний более отрицателен, чем резина; поэтому нижний ролик захватывает электроны с ленты, когда она проходит по ролику.

Есть миллионы интересных экспериментов, которые вы можете провести с вашим новым генератором Ван де Граафа, но здесь мы сконцентрируемся на эксперименте, который «поднимает волосы». Попросите человека встать на изолированную поверхность. Крайне важно, чтобы человек был изолирован от земли. Если заряд не накапливается на человеке, его/ее волосы не встают дыбом. Теперь попросите человека положить руку на сферу. Включите генератор Ван де Граафа и смотрите, как он работает!

Когда генератор начинает заряжаться, он передает заряд человеку, который к нему прикасается. Поскольку волосяные фолликулы человека заряжаются одинаковым потенциалом, они пытаются оттолкнуться друг от друга. Вот почему волосы на самом деле встают дыбом.