WikiDer > Vandegraaff-Generator
Für die britische Rockgruppe siehe Van der Graaf-Generator.
EIN Vandegraaff-Generator oder Bandgenerator ist ein Gerät, das hohe elektrische Spannungen geweckt werden kann. Das Gerät wurde Anfang des 20. Jahrhunderts von den Amerikanern entwickelt PhysikerRobert Van de Graaff. Zusätzlich zu elektrifizierende Maschine und der Tesla-Transformator Der Van de Graaff-Generator in einfacher Bauweise ist das am häufigsten verwendete Gerät für Demonstrationen und Experimente im Bildungsbereich mit Hochspannung. Meterhohe Versionen werden verwendet in Teilchenbeschleuniger.
Der Generator besteht hauptsächlich aus einem Band von elektrischen isolierend Material, das über zwei Walzen läuft, die in der Regel senkrecht zueinander angeordnet sind. Die obere Rolle endet in einer isolierten Kugel (oder einem anderen hohlen leitenden Gegenstand mit abgerundeten Formen). Das Band dreht und transportiert elektrische Ladung von unten nach oben zur Glühbirne. Diese Ladung entsteht durch Reibung mit der Antriebswelle oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial (dem sogenannten triboelektrischer Effekt) oder wird mit einem Metallkamm von a . auf den Reifen gesprüht Hochspannungseinheit. Die Band fungiert als Energiequelle. Innerhalb der Kugel an der Oberwalze wird das Band über einen mit dem Kugelinneren verbundenen Metallkamm entlastet.
Wesentlich für den Betrieb des Van de Graaff-Generators ist das Phänomen, dass kein elektrisches Feld ist anwesend. Alle vom Band getragenen Ladungen verschwinden durch gegenseitige Abstoßung sofort so weit wie möglich voneinander zum äußeren Rand der Kugel, wodurch die Spannung auf der Kugel zunimmt. Bei einer guten Konstruktion ist eine Spannung von 5 Millionen Volt erreichbar.
Dass die Spannung an der Kugel trotzdem begrenzt ist, liegt daran, dass bei einer bestimmten Spannung Strom durchfließt Ionisation wird aus der Luft austreten. (Das Die Spannung unterbrechen Luft beträgt 3 Millionen Volt pro Meter) Es ist auch mit einer weiteren Erhöhung der Spannungsspanne möglich Umschlag zur Erde durch in der Umgebung angeordnete Gegenstände. Die Größe der Kugel, ihr Abstand zu anderen, geerdet Gegenstände und die isolierend Dabei sind die Eigenschaften des Gases, in dem die Kugel aufgestellt ist, ausschlaggebend. Werden diese erhöht, wird auch die höchste erreichbare Spannung in gleichem Maße erhöht.
Einzelheiten
Vandegraaff-Generator-Demonstrationsmodell
ohne "Glühbirne"
Oberwalze und Entnahmekamm
unterer Metallkamm
Der Van de Graaff-Generator hat unter anderem gute Dienste im Rahmen von Teilchenbeschleuniger für die Kernforschung und in der Hochspannungsprüfung für die Materialforschung. Hunderte sind weltweit noch aktiv. Der Generator ist auch für öffentliche Aufführungen beliebt. Man kann im elektrisches Feld Zum Beispiel a Leuchtstoffröhre leuchten spontan auf. Wenn Sie eine Person stark belasten, breiten sich die Haare in alle Richtungen aus. (Die elektrisch geladenen Haare stoßen sich gegenseitig ab).
Dieser Typ elektrostatisch Generator ist relativ einfach zu montieren und ist ungefährlich, solange die Durchmesser der Zwiebel bleibt unter etwa 50 cm. Es wird empfohlen elektronische Geräte halte dich fern, denn die hohen wollen Feldstärken können Halbleiter, wie Transistoren, Dioden und Kartoffelchips defekt werden.