Ang isa sa mga kagiliw-giliw na high-voltage na aparato ay ang Van de Graaff generator, isang aparato na lumilikha ng isang mataas na potensyal na pagkakaiba dahil sa electrification ng isang dielectric tape na gumagalaw kasama ang dalawang roller. Ang maximum na boltahe ay nag-iiba depende sa sukat ng device, at maaaring mula sa ilang sampu-sampung kilovolt para sa maliliit na benchtop generator hanggang sa milyun-milyong volts para sa malalaking device na maaaring gamitin para sa mga layuning pang-agham at demonstrasyon. Sa tulong ng generator ng Van de Graaff, posibleng magsagawa ng maraming kamangha-manghang mga eksperimento, halimbawa, pagmasdan kung gaano lumilipad paitaas ang maliit na confetti mula sa impluwensya ng mga puwersang elektrikal o ang buhok ng isang tao ay nakatayo "sa dulo" kung ang katawan ng isang tao ay konektado sa isang tiyak na paraan sa isang spark gap. Upang tipunin ang generator hindi mo kakailanganin ang anumang partikular na bahagi - lahat ay maaaring matagpuan sa bahay o mabibili sa pinakamalapit na mga tindahan ng hardware. Ang pangkalahatang circuit ng generator ay ipinapakita sa ibaba.
Paggawa ng Van de Graaff Generator gamit ang iyong sariling mga kamay
Sa istruktura, ang generator ay isang tubo na may dielectric tape na umiikot sa loob nito. Ang dalawang roller, sa itaas at ibaba ng pipe, ay nagbibigay ng kinakailangang pag-igting ng tape; ang ilalim na roller ay isang drive din at konektado sa motor shaft, na magpapaikot ng tape. Ang isang napakalaking metal sphere ay naayos sa itaas na bahagi ng pipe, na magsisilbing charge accumulator. Ang hugis ng isang globo ay pinaka-angkop para sa layuning ito, dahil wala itong anumang matalim na protrusions, at samakatuwid ang singil ay maipon nang mas mahusay: ang mga matalim na protrusions ay maaaring humantong sa paglitaw ng isang corona discharge kung saan dumadaloy ang naipon na singil. Upang makagawa ng isang simpleng generator ng bahay, maaari kang gumamit ng isang malaking kawali bilang isang sphere, i-install ito nang baligtad; ang isang hemostatic tourniquet mula sa isang parmasya ay perpekto bilang isang tape; ang mga roller ay maaaring gupitin, halimbawa, mula sa kahoy, polystyrene foam, o ikaw. maaaring i-disassemble ang isang paint roller. Ang isang sewer pipe na may diameter na 10-11 cm ay perpekto bilang isang housing pipe. Ang sinturon ay maaaring itaboy gamit ang isang screwdriver kung ito ay may mataas na bilis, o gamit ang iba't ibang medyo malakas na motor mula sa mga laruan o mga modelong kontrolado ng radyo. Ang pagpupulong ay nagsisimula sa paghahanap ng mga angkop na bahagi.
Kapag gumagamit ng pipe ng alkantarilya na may diameter na 11 cm, ang pinakamainam na taas ng istraktura ay mga 1 metro. Ang buong istraktura ay ilalagay sa isang stand na gawa sa mga scrap board.
Bilang isang motor para sa pag-ikot ng sinturon, gumagamit ako ng isang yunit ng pagmamaneho mula sa isang helicopter na kinokontrol ng radyo, na isang pares ng mga motor na magkakasamang umiikot sa isang malaking gear, sa gayon ay bumubuo ng isang gearbox na nagpapababa ng bilis sa nais na antas at nagpapataas ng metalikang kuwintas. Ang hinihimok na gear ay nakakabit sa isang M4 pin, na dumadaan sa buong tubo sa ibaba; sa hinaharap, isang baras na may isang roller ang ikakabit dito. Tulad ng ipinakita ng kasanayan, sapat na ang isang helicopter motor - sa kabila ng kanilang malaking sukat, ang mga naturang motor ay may disenteng kapangyarihan at madaling paikutin ang buong tape sa loob ng pabahay.
Ang mga motor ay pinindot mula sa itaas gamit ang isang metal na strip, at ang pagkakahanay ng lahat ng mga gear ay paunang itinatag. Mas mainam na gumamit ng mga pinagmumulan ng kuryente ng baterya na hindi konektado sa anumang paraan sa network, kahit na sa pamamagitan ng transpormer galvanic isolation, upang paandarin ang makina sa isang Van de Graaff generator.
Ang mga larawan sa itaas ay nagpapakita ng ilalim na roller. Nagawa nilang i-ukit ito mula sa dalawang piraso ng penoplex insulation, na nagbibigay ng hugis ng bariles. Mangyaring tandaan na ang hugis ay dapat na hugis ng bariles, na may bahagyang makinis na pampalapot sa gitna - kung ang baras ay ganap na makinis, ang tape ay tumalon paminsan-minsan. Ang materyal ng mga roller ay may mahalagang papel sa pagtatayo ng generator - ang ibaba ay dapat na metal, at ang tuktok ay dapat na plastik. Sa kasong ito, hindi kinakailangan na gawing all-metal ang lower shaft; sapat na upang takpan ito sa itaas ng conductive foil; ang foil na ito ay dapat ding konektado sa kuryente sa baras kung saan nakaupo ang roller.
Kinuha ko ang top roller na handa na mula sa isang paint roller; akma ito sa hugis at sukat.Ang roller, na katulad sa ibaba, ay naka-install sa isang M4 pin, na naka-install sa mga grooves sa itaas na bahagi ng pipe, na makikita sa larawan sa ibaba.
Ang isang hemostatic tourniquet ay ibinebenta sa halos bawat parmasya; mayroon itong mga kinakailangang katangian para sa paglilipat ng singil, at medyo nababanat din. Ang biniling tourniquet ay dapat hugasan mula sa talc, tuyo, at pagkatapos ay i-cut sa kinakailangang haba na may isang maliit na margin. Upang i-on ang tape ng harness sa isang saradong bilog, ang mga dulo ay maaaring nakadikit lamang kasama ng superglue na may overlap na 2-3 cm; ang lakas ng naturang koneksyon ay naging higit pa sa sapat.
Ang susunod na bahagi ng generator ay ang mga brush, kung saan ang singil ay "ilalapat" sa tape at "alisin" mula dito sa itaas na metal sphere. Inirerekumenda ko ang paggawa ng mga brush mula sa isang piraso ng multi-core cable, na nakalantad mula sa pagkakabukod, fluffed up at soldered papunta sa textolite plates. Dapat kang gumawa ng dalawang tulad na mga brush, isa para sa mas mababang roller at isa para sa itaas. Ang ilalim na brush ay kumonekta sa ilalim na roller at konektado sa lupa, at ang tuktok na brush ay konektado sa metal sphere. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng mga natapos na brush.
Ang mga brush ay naka-install nang direkta sa tabi ng mga roller sa itaas at ibaba; ang distansya mula sa tape hanggang sa mga dulo ng mga brush ay dapat kasing maliit hangga't maaari, ngunit ang tape ay hindi dapat hawakan ang mga ito. Sa ibaba makikita mo ang mga naka-install na brush sa itaas at ibaba, ayon sa pagkakabanggit.
Ngayon ang lahat na natitira ay upang gawin ang mga suporta kung saan tatayo ang itaas na globo - sa aking kaso, ang isang mas madaling ma-access na analogue ay natagpuan para dito sa anyo ng isang baligtad na kawali. Ang isang piraso ng wire na nakausli sa itaas ng antas ng mga suporta ay konektado sa brush; titiyakin nito ang pakikipag-ugnay nito sa globo.
Sa ibabang bahagi ng istraktura, gamit ang parehong piraso ng kawad, ang contact sa pagitan ng baras, roller at slot ay nakasisiguro na may saligan.Pakitandaan na kailangan ng magandang grounding para gumana ang generator.
Ang sphere ay huling na-install, at ang generator ay handa na ngayong magsimula. Kapag naka-on, magkakaroon ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng lupa (lower roller) at ng upper sphere. Tataas ito hanggang sa magkaroon ng electrical breakdown sa hangin o pipe, o hanggang sa lumampas ang rate ng paglaki ng charge sa rate ng "draining" nito mula sa sphere dahil sa mga corona discharges. Ang kahusayan ng generator ay lubos na nakasalalay sa kahalumigmigan ng hangin - mas mahalumigmig ang hangin, mas maraming pagkalugi dahil sa paglabas ng corona, at naaayon, ang mas mababang boltahe ay maaaring makamit. Maaari mong pataasin ang rate ng pagtaas ng singil sa pamamagitan ng pagtaas ng bilis ng pag-ikot ng sinturon, habang ang pinakamataas na boltahe ng generator ay tataas din. Upang ma-discharge ang globo, dapat mong dalhin ang isang grounded metal na bagay na mas malapit dito. Kung ang bagay na ito ay may matalim na mga gilid, ang singil ay dadaloy nang maayos sa anyo ng isang paglabas ng corona, na makikita lamang sa ganap na kadiliman. Kung ang bagay ay may makinis na mga linya, kung gayon kapag lumalapit ito sa isang tiyak na distansya sa globo, isang electrical breakdown ng hangin ang magaganap na may medyo malakas na tunog at flash. Kapag nag-eeksperimento sa generator, dapat kang mag-ingat, sa kabila ng katotohanan na mayroon itong napakababang kapangyarihan, ang mga pulso ng boltahe ng daan-daang kilovolt ay maaaring magdulot ng pinsala sa kalusugan.
