تم اختراع مولد فان دي غراف في بداية القرن العشرين. تم استخدامه لأغراض مختلفة ، على وجه الخصوص ، للأبحاث النووية. في وقت لاحق ، تم تضييق التطبيق. اليوم يمكنك شرائه كلعبة وإثبات للأطفال تحليق أشياء مختلفة. يمكنك أيضًا بناء مولد بنفسك. بعد ذلك سيصبح نموذج تدريب ممتاز يتم من خلاله إجراء تجارب مختلفة.
حيل اطفال
هل تريد إنشاء "سحر"؟ خذ كيسًا بلاستيكيًا واقطع طرفيه واربطه بخيط لعمل قوس. ثم افرك مسطرة بلاستيكية عادية جيدًا على قطعة صوفية واجلبها إلى القوس: ستبدأ الرحلة …
يمكنك أيضًا شراء "عصا سحرية" جاهزة بأشكال يمكنك من خلالها القيام بمثل هذه الحيل في المتجر.
لكن أسهل طريقة لرؤية "السحر" هي مجرد مداعبة القطة. ثم يمكنك الشعور ورؤية الكهرباء الساكنة الناتجة
وهنا لعبة تكرر التصميممولد فان دي غراف يعمل بالبطارية. عند الضغط على الزر ، يتم إنشاء شحنة إلكتروستاتيكية عند الطرف. لذلك ، يتبناه التمثال ، وتبدأ الشحنات التي تحمل الاسم نفسه في صد بعضها البعض. نظرًا لأن التمثال منحوت بطريقة معينة ، فإنه "ينتفخ" ويكتسب حجمًا. إذا ضعف الشحن ، فما عليك سوى الضغط على الزر "السحري" مرة أخرى.
قليلا من التاريخ
بالطبع ، مولد Van de Graaff ليس مجرد لعب للأطفال. ابتكر الفيزيائي بنفسه من بنات أفكاره لإجراء بحث جاد في قسم الفيزياء الذرية. تم إجراء أول عينة توضيحية في عام 1929. كانت صغيرة الحجم. تم الحصول على أبعاد أكثر إثارة للإعجاب بواسطة مولد Van de Graaff ، المثبت على قضبان للمناطيد. يتكون النموذج من دعامتين تعلوهما كريات ألمنيوم مجوفة يبلغ قطرها خمسة عشر قدمًا.
التركيبات التي بنيت في عامي 1931 و 1933 وصلت قوة سبعة ملايين فولت. ولكن تم توفير شحنة تصل إلى ثمانين كيلو فولت فقط بواسطة أول مولد فان دي جراف.
مبدأ العملية
شريط ورق عازل يدور عموديًا بالداخل. الأسطوانة الموجودة في الأعلى عازلة للكهرباء ، والسفلى مصنوع من المعدن ومتصل بالأرض. يقوم قطب الفرشاة الموجود في الكرة بإزالة الشحنات وتزويدها ، والتي يتم توزيعها بالتساوي في الكرة. بالقرب من القطب أدناه ، يتأين الهواء ، وتستقر الأيونات المفيدة على الشريط ، والجزء المرتفع منه مشحون.
للحصول على فرق جهد كبير في مسرعات الجسيمات الخطية (وهو ما كانت تستخدمه هذه المولدات) ، تم استخدام مجالين بشحنات مختلفة. في واحد منهم تراكمت إيجابية ، والآخر - سلبية. عندما وصل التركيز إلى مستوى معين ، قفز تفريغ كهربائي بينهما. كان هو الذي تم التحقيق معه. وصل الفولت هنا إلى ملايين الفولتات
في السابق ، كانت الأجهزة تستخدم للأبحاث النووية وتسريع الجسيمات. بعد ظهور طرق أخرى للتسريع ، بدأ استخدامها بشكل أقل تكرارًا في هذا المجال. حاليًا ، يتم استخدام مولد Van de Graaff في الغالب للنمذجة. على سبيل المثال ، بمساعدتها ، يتم تقليد تصريفات الغاز الطبيعي. بدلاً من الأشرطة ، غالبًا ما تستخدم التركيبات سلاسل تتكون من روابط بلاستيكية وحديدية بالتناوب.
ما تحتاجه لتجميع الجهاز بنفسك
النموذج من السهل بناء نفسك من الوسائل المرتجلة. يتكون مولد Van de Graaff ، الذي تم تجميعه بيديه ، من المكونات التالية:
- قلم رصاص
- قطع الأنابيب البلاستيكية ؛
- المطاط ؛
- المواد الغذائية ؛
- رقائق الألومنيوم ؛
- محرك من اللعب ؛
- لمبة مكسورة
- معاجين جافة من القلم ؛
- 9 فولت
- شريط لاصق
- أسلاك ؛
- مجالس.
بطاريات
يجب أن تكون جميع العناصر جافة وكذلك هواء الغرفة. خلاف ذلك ، فإن التصميم ببساطة لن يعمل أو سيفعل ، ولكن للغايةضعيف
هكذا سيظهر مولد Van de Graaff. الصورة أدناه توضح الشكل الذي يجب أن يبدو عليه النموذج.
كيف تصنع بنفسك المولد
أولاً ، يتم حفر ثقب على اللوح الخشبي ، والذي سيصبح قاعدة الهيكل. يتم اختيار المثقاب بقطر مناسب ، والشكل على شكل قلم. ثم يتم عمل فتحتين على الأنبوب: أعلى وأسفل للمعاجين. اصنع فتحتين إضافيتين: واحدة فوق الجزء العلوي ، والثانية - عموديًا على الجزء السفلي.
بعد ذلك ، يجب تنظيف المعجون بالكامل من الحبر. قطع قطعة مطابقة للقطر الداخلي للأنبوب. يأخذون مشبكًا ورقيًا ، ويقومون بتصويبه وقطع قطعة طويلة بما يكفي بحيث تبرز سنتيمترًا واحدًا من الأنبوب.
الشريط العازل مصنوع من شريط لاصق. يتم لصق العلكة بحيث يكون كلا الجانبين أيضًا لزجًا.
يتم جمع العناصر المعدة.
أضف فرشًا تجمع الشحنات. في الجزء السفلي ، تمر الفرشاة عبر الفتحة ، ويكون طرفها رقيقًا. يجب أن تكون الفرشاة قريبة من الشريط المطاطي دون أن تلمسه. يتم تمرير الجزء العلوي من خلال الفتحة الموجودة في الأعلى.
بعد ذلك ، بمساعدة رقائق الألومنيوم ، يتم لصق مصباح كهربائي معطل بالفعل. السلك العلوي متصل بالرقائق. يتم إدخال المصباح أعلى الهيكل.
تدريب مولد Van de Graaff جاهز.
تجارب
إذا قمت بتوصيل عدة خيوط بالقطب العلوي وقربت يديك ، فسوف "تقف عند النهاية" وتلتف حول أصابعك. جرب التجربة في الظلام.
للحصول على جهد أكثر قوة ، قم بتوصيل مولدين.
الخيار الجيد للتجارب سيكون وعاء Leyden.
التجربة الأكثر شهرة هي تلك التي يقف فيها الشعر من نهايته. للقيام بذلك ، قف على حصيرة مطاطية أو لوح خشبي أو خشب رقائقي. يتم وضع اليد على الكرة (بينما يجب إيقاف تشغيل المولد حتى لا يصاب بالصدمة). عندما يتم تشغيل الجهاز ، سوف تمر شرارة ، مما يتسبب في توقف الشعر.
يجب تفريغ المولد بعد كل استخدام والتعامل معه بحذر شديد ، حيث يمكن أن يكون التيار مميتًا للبشر.
