ვან დე გრაფის გენერატორი გამოიგონეს მეოცე საუკუნის დასაწყისში. იგი გამოიყენებოდა სხვადასხვა მიზნებისთვის, კერძოდ, ბირთვული კვლევისთვის. მოგვიანებით, განაცხადი შემცირდა. დღეს შეგიძლიათ შეიძინოთ ის სათამაშოდ და ბავშვებს აჩვენოთ სხვადასხვა საგნების ლევიტაცია. თქვენ ასევე შეგიძლიათ თავად ააწყოთ გენერატორი. მაშინ ის გახდება შესანიშნავი სასწავლო მოდელი, რომლითაც ტარდება სხვადასხვა ექსპერიმენტები.
ბავშვის ხრიკები
გსურთ შექმნათ "ჯადოსნობა"? აიღეთ პლასტმასის ჩანთა, მოჭერით ორივე ბოლო და მიამაგრეთ ძაფით მშვილდის გასაკეთებლად. შემდეგ შალის ნივთს კარგად წაუსვით ჩვეულებრივი პლასტმასის სახაზავი და მიიყვანეთ მშვილდზე: ფრენა დაიწყება…
შეგიძლიათ ასევე შეიძინოთ მზა "ჯადოსნური ჯოხი" ფიგურებით, რომლითაც შეგიძლიათ ასეთი ილეთების გაკეთება მაღაზიაში.
მაგრამ "ჯადოსნობის" დანახვის ყველაზე მარტივი გზა მხოლოდ კატის მოფერებაა. შემდეგ თქვენ შეგიძლიათ იგრძნოთ და დაინახოთ მიღებული სტატიკური ელექტროენერგია.
და აი სათამაშო, რომელიც იმეორებს დიზაინსVan de Graaff გენერატორი, მუშაობს ბატარეაზე. ღილაკზე დაჭერისას წვერით იქმნება ელექტროსტატიკური მუხტი. ამიტომ, ფიგურა იღებს მას და ამავე სახელწოდების მუხტები იწყებს ერთმანეთის მოგერიებას. ვინაიდან ფიგურა გარკვეულწილად არის მოჩუქურთმებული, ის „იბერება“და იღებს მოცულობას. თუ დამუხტვა სუსტდება, თქვენ უბრალოდ უნდა დააჭიროთ ღილაკს "ჯადოსნური" ისევ.
ცოტა ისტორია
რა თქმა უნდა, Van de Graaff-ის გენერატორი არ არის მხოლოდ საბავშვო სათამაშოები. თავად ფიზიკოსმა შექმნა თავისი ჭკუა ატომური ფიზიკის განყოფილებაში სერიოზული კვლევების ჩასატარებლად. პირველი საჩვენებელი ნიმუში გაკეთდა 1929 წელს. მცირე ზომის იყო. უფრო შთამბეჭდავი ზომები მიიღო ვან დე გრაფის გენერატორმა, რომელიც დამონტაჟებულია საჰაერო ხომალდებისთვის რელსებზე. მოდელი შედგებოდა ორი სვეტისაგან, რომელთა თავზე იყო თხუთმეტი ფუტის დიამეტრის ღრუ ალუმინის სფეროები.
1931 და 1933 წლებში აშენებული დანადგარები შვიდ მილიონ ვოლტს მიაღწიეს. მაგრამ მხოლოდ ოთხმოცი კილოვოლტამდე მუხტი უზრუნველყოფილი იყო პირველი ვან დე გრაფის გენერატორით.
ოპერაციის პრინციპი
ქაღალდის დიელექტრიკული ლენტი ვერტიკალურად ბრუნავს შიგნით. ზევით განთავსებული როლიკერი არის დიელექტრიკი, ხოლო ქვედა დამზადებულია ლითონისგან და უკავშირდება მიწას. სფეროს ფუნჯის ელექტროდი შლის და ამარაგებს მუხტს, რომელიც თანაბრად იყო განაწილებული სფეროში. ქვემოთ ელექტროდთან ახლოს, ჰაერი იონიზებულია, სასარგებლო იონები დნება ფირზე და მისი ნაწილი, რომელიც მაღლა დგება, იტენება.
წრფივი ნაწილაკების ამაჩქარებლებში მაღალი პოტენციალის სხვაობის მისაღებად (რასაც ეს გენერატორები ემსახურებოდნენ), გამოიყენეს ორი სხვადასხვა მუხტის მქონე სფერო. ერთში დაგროვდა დადებითი, ხოლო მეორეში - უარყოფითი. როდესაც კონცენტრაციამ გარკვეულ დონეს მიაღწია, მათ შორის ელექტრული გამონადენი გადახტა. სწორედ მას ჩაუტარდა გამოძიება. აქ ძაბვამ მიაღწია მილიონ ვოლტს.
ადრე მოწყობილობები გამოიყენებოდა ბირთვული კვლევისა და ნაწილაკების აჩქარებისთვის. მას შემდეგ, რაც აჩქარების სხვა მეთოდები გამოჩნდა, ამ სფეროში მათი გამოყენება გაცილებით იშვიათად დაიწყეს. ამჟამად ვან დე გრაფის გენერატორი ძირითადად გამოიყენება მოდელირებისთვის. მაგალითად, მისი დახმარებით ხდება ბუნებრივი აირის გამონადენის იმიტაცია. ლენტების ნაცვლად, ინსტალაციები ხშირად იყენებენ პლასტმასის და რკინის რგოლებისგან შემდგარ ჯაჭვებს მონაცვლეობით.
რა გჭირდებათ მოწყობილობის თავად ასაწყობად
მოდელი ადვილია საკუთარი თავის აშენება იმპროვიზირებული საშუალებებით. საკუთარი ხელით აწყობილი ვან დე გრაფის გენერატორი შედგება შემდეგი კომპონენტებისგან:
- ფანქარი;
- pvc მილების ჭრა;
- რეზინები;
- კავები;
- ალუმინის ფოლგა;
- ძრავი სათამაშოებიდან;
- გატეხილი ნათურა;
- მშრალი პასტები კალმიდან;
- 9 ვოლტიანი ბატარეები;
- წებოვანი ლენტი;
- მავთულები;
- დაფები.
ყველა ელემენტი უნდა იყოს მშრალი, ისევე როგორც ჰაერი ოთახში. წინააღმდეგ შემთხვევაში, დიზაინი უბრალოდ არ იმუშავებს ან იმუშავებს, მაგრამ ძალიანსუსტად.
ასე გამოვა ვან დე გრაფის გენერატორი. ქვემოთ მოყვანილი ფოტო გვიჩვენებს, როგორი უნდა იყოს მოდელი.
როგორ მზადდება გენერატორი შენს მიერ
პირველ რიგში ფიცარზე კეთდება ხვრელი, რომელიც გახდება კონსტრუქციის საფუძველი. საბურღი შერჩეულია შესაფერისი დიამეტრით, ფორმა არის კალმის სახით. შემდეგ მილზე კეთდება ორი ხვრელი: ზემოდან და ქვემოდან, პასტებისთვის. გააკეთეთ კიდევ ორი ხვრელი: ერთი ზემოდან ზემოთ და მეორე - ქვედაზე პერპენდიკულარული.
შემდეგ, პასტა მთლიანად უნდა გაიწმინდოს მელნისგან. ამოჭერით მილის შიდა დიამეტრის შესაბამისი ნაჭერი. ისინი იღებენ ქაღალდის სამაგრს, ასწორებენ მას და ჭრიან ნაჭერს საკმარისად გრძლად ისე, რომ ის ერთი სანტიმეტრით გამოვიდეს მილიდან.
დიელექტრიკული ლენტი დამზადებულია წებოვანი ლენტისაგან. რეზინა ისეა წებოვანი, რომ ორივე მხარეც წებოვანი იყოს.
მომზადებული ნივთები გროვდება.
დაამატეთ ფუნჯები, რომლებიც აგროვებენ მუხტს. ბოლოში ფუნჯი გადის ხვრელში, წვერი კი ფუმფულა ხდება. ჯაგრისები ახლოს უნდა იყოს ელასტიურთან, მაგრამ არ ეხებოდეს მას. ზემოდან ხვრელით არის გავლებული.
ამის შემდეგ, ალუმინის ფოლგის დახმარებით უკვე უმოქმედო ნათურას აკრავენ. ზედა მავთული მიმაგრებულია კილიტაზე. ნათურა ჩასმულია სტრუქტურის თავზე.
ვან დე გრაფის გენერატორის ვარჯიში მზადაა.
ექსპერიმენტები
თუ ზედა ელექტროდს რამდენიმე ძაფს მიამაგრებთ და ხელებს მიახლოვებთ, ისინი „ბოლოზე დადგება“და შემოიხვევენ თითებს. სცადეთ ექსპერიმენტები სიბნელეში.
უფრო ძლიერი ძაბვის მისაღებად შეაერთეთ ორი გენერატორი.
კარგი ვარიანტი ექსპერიმენტებისთვის იქნება ლეიდენის ქილა.
ყველაზე ცნობილი გამოცდილება არის ის, როდესაც თმა მაღლა იწევს. ამისათვის დადექით რეზინის ხალიჩაზე, ხის დაფაზე ან პლაივუდზე. ხელი სფეროზეა მოთავსებული (ხოლო გენერატორი უნდა გამორთოთ ისე, რომ შოკი არ დარჩეს). როდესაც მოწყობილობა ჩართულია, ნაპერწკალი გაივლის, რის შედეგადაც თმა იწევს.
გენერატორი უნდა გამორთოთ ყოველი გამოყენების შემდეგ და მოიქცეთ მას განსაკუთრებული სიფრთხილით, რადგან დენი შეიძლება მომაკვდინებელი იყოს ადამიანისთვის.
