İlginç yüksek voltajlı cihazlardan biri, iki silindir boyunca hareket eden bir dielektrik bandın elektrifikasyonu nedeniyle yüksek potansiyel farkı yaratan bir cihaz olan Van de Graaff jeneratörüdür. Maksimum voltaj, cihazın ölçeğine bağlı olarak değişir ve küçük tezgah üstü jeneratörler için birkaç on kilovolttan, bilimsel ve gösteri amaçlı kullanılabilecek büyük cihazlar için milyonlarca volta kadar değişebilir. Bir Van de Graaff jeneratörünün yardımıyla, birçok muhteşem deney gerçekleştirmek mümkündür; örneğin, küçük konfetilerin elektriksel kuvvetlerin etkisiyle yukarı doğru nasıl uçtuğunu veya bir kişinin vücudu eğer "uçup" bir kişinin saçının dikildiğini gözlemlemek mümkündür. belirli bir şekilde bir kıvılcım aralığına bağlanır. Jeneratörü monte etmek için herhangi bir özel parçaya ihtiyacınız olmayacak - her şey evde bulunabilir veya en yakın hırdavatçılardan satın alınabilir. Jeneratörün genel devresi aşağıda gösterilmiştir.
Van de Graaff Jeneratörünü kendi ellerinizle yapmak
Yapısal olarak jeneratör, içinde dönen bir dielektrik bant bulunan bir borudur. Borunun üstünde ve altında bulunan iki makara, bandın gerekli gerginliğini sağlar; alt makara da bir tahrik görevi görür ve bandı döndürecek motor miline bağlanır. Borunun üst kısmına şarj akümülatörü görevi görecek devasa bir metal küre sabitlenmiştir. Kürenin şekli bu amaç için en uygunudur çünkü herhangi bir keskin çıkıntıya sahip değildir ve bu nedenle yük en verimli şekilde birikecektir: keskin çıkıntılar, biriken yükün içinden aktığı bir korona deşarjının oluşmasına yol açabilir. Basit bir ev jeneratörü yapmak için, büyük bir tavayı baş aşağı yerleştirerek küre şeklinde kullanabilirsiniz; eczaneden alınan hemostatik bir turnike bant olarak idealdir; silindirler örneğin ahşaptan, polistiren köpükten veya sizden kesilebilir. boya silindirini sökebilir. 10-11 cm çapındaki bir kanalizasyon borusu, mahfaza borusu olarak mükemmeldir.Kayış, yüksek hızlara sahipse bir tornavida kullanılarak veya oyuncaklardan veya radyo kontrollü modellerden oldukça güçlü çeşitli motorlar kullanılarak çalıştırılabilir. Montaj uygun bileşenlerin bulunmasıyla başlar.
11 cm çapında bir kanalizasyon borusu kullanıldığında yapının optimum yüksekliği yaklaşık 1 metre olacaktır. Tüm yapı hurda tahtalardan yapılmış bir stand üzerine kurulacak.
Kayışı döndürmek için bir motor olarak, büyük bir dişliyi ortaklaşa döndüren, böylece hızı istenen seviyeye düşüren ve torku artıran bir dişli kutusu oluşturan bir çift motordan oluşan radyo kontrollü bir helikopterin tahrik ünitesini kullanıyorum. Tahrik edilen dişli, alttaki borunun tamamından geçen bir M4 pimine tutturulmuştur, gelecekte ona makaralı bir şaft takılacaktır. Uygulamanın gösterdiği gibi, bir helikopter motoru yeterlidir - büyük boyutlarına rağmen, bu tür motorlar yeterli güce sahiptir ve mahfazanın içindeki tüm bandı kolayca döndürür.
Motorlar metal bir şeritle yukarıdan bastırılır ve tüm dişlilerin hizalanması önceden belirlenir. Bir Van de Graaff jeneratöründe motora güç sağlamak için, transformatör galvanik izolasyonu olsa bile ağa hiçbir şekilde bağlı olmayan akü güç kaynaklarının kullanılması tercih edilir.
Yukarıdaki resimler alt silindiri göstermektedir. Onu iki parça penopleks yalıtımdan kesip fıçı şekli vermeyi başardılar. Şeklin namlu şeklinde olması gerektiğini ve ortasında hafif pürüzsüz bir kalınlaşma olması gerektiğini lütfen unutmayın - eğer şaft tamamen pürüzsüzse, bant ara sıra fırlayacaktır. Silindirlerin malzemesi jeneratörün yapımında önemli bir rol oynar - alt kısım metal, üst kısım ise plastik olmalıdır. Bu durumda alt şaftın tamamen metal yapılmasına gerek yoktur, üstünü iletken folyo ile kaplamak yeterlidir, bu folyonun ayrıca silindirin oturduğu şafta elektriksel olarak bağlanması gerekir.
Üst silindiri boya silindirinden hazır olarak aldım, şekli ve boyutu mükemmel bir şekilde uyuyor.Alttakine benzer silindir, aşağıdaki fotoğrafta görülebileceği gibi borunun üst kısmındaki oluklara monte edilen bir M4 pimine monte edilmiştir.
Hemen hemen her eczanede hemostatik turnike satılmaktadır, yükü aktarmak için gerekli özelliklere sahiptir ve aynı zamanda oldukça elastiktir. Satın alınan turnike talktan yıkanmalı, kurutulmalı ve ardından küçük bir kenar boşluğu ile istenilen uzunlukta kesilmelidir. Kablo demetinin bantını kapalı bir daireye dönüştürmek için, uçlar süper yapıştırıcı ile 2-3 cm'lik bir örtüşme ile kolayca yapıştırılabilir, böyle bir bağlantının gücünün fazlasıyla yeterli olduğu ortaya çıktı.
Jeneratörün bir sonraki kısmı, yükün banda "uygulanacağı" ve ondan üst metal küreye "boşaltılacağı" fırçalardır. Fırçaların, yalıtımdan açığa çıkan, kabartılan ve tektolit plakalara lehimlenen çok damarlı bir kablo parçasından yapılmasını öneririm. Biri alt silindir için, diğeri üst silindir için olmak üzere bu tür iki fırça yapmalısınız. Alt fırça alt silindire bağlanarak zemine, üst fırça ise metal küreye bağlanacaktır. Aşağıdaki fotoğraf bitmiş fırçaları göstermektedir.
Fırçalar üstte ve altta doğrudan silindirlerin yanına monte edilir, banttan fırçaların uçlarına kadar olan mesafe mümkün olduğu kadar küçük olmalı ancak bant onlara temas etmemelidir. Aşağıda sırasıyla üstte ve altta kurulu fırçaları görebilirsiniz.
Şimdi geriye kalan tek şey, üst kürenin üzerinde duracağı destekleri yapmak - benim durumumda, bunun için ters çevrilmiş bir tava şeklinde daha erişilebilir bir analog bulundu. Desteklerin seviyesinin üzerinde çıkıntı yapan bir tel parçası fırçaya bağlanır, küre ile temasını sağlayacaktır.
Yapının alt kısmında aynı tel kullanılarak mil, makara ve yuva arasındaki temas topraklama ile sağlanır.Jeneratörün çalışması için iyi bir topraklamanın gerekli olduğunu lütfen unutmayın.
Küre en son takıldı ve jeneratör artık çalışmaya hazır. Açıldığında zemin (alt silindir) ile üst küre arasında bir potansiyel farkı oluşacaktır. Havada veya boruda bir elektrik arızası oluşana kadar veya yük artış hızı, korona deşarjları nedeniyle küreden "boşulma" oranını aşana kadar artacaktır. Jeneratörün verimliliği büyük ölçüde havanın nemine bağlıdır - hava ne kadar nemli olursa korona deşarjından kaynaklanan kayıplar o kadar fazla olur ve buna bağlı olarak daha düşük voltaj elde edilebilir. Kayışın dönüş hızını artırarak şarj oluşma hızını artırabilirsiniz, aynı zamanda jeneratörün maksimum voltajı da artacaktır. Küreyi boşaltmak için yanına topraklanmış metal bir nesneyi yaklaştırmalısınız. Bu nesnenin keskin kenarları varsa, yük yalnızca tamamen karanlıkta görülebilen korona deşarjı şeklinde düzgün bir şekilde akacaktır. Nesnenin düzgün çizgileri varsa, küreye belli bir mesafeye yaklaştığında, oldukça yüksek bir ses ve flaşla havada elektriksel bir bozulma meydana gelecektir. Jeneratörle deney yaparken dikkatli olmalısınız, son derece düşük güce sahip olmasına rağmen yüzlerce kilovoltluk voltaj darbeleri sağlığa zarar verebilir.
