Генератор Ван де Граафа
Генератор Ван де Граафа
Генератор Ван де Граафа — это генератор высокого напряжения. Принцип его действия основывается на электризации движущейся диэлектрической ленты. Первый генератор разработал американский физик Роберт Ван де Грааф в 1929 году. Этот генератор позволял получать отличие потенциалов до 80 киловольт. В 1931 и 1933 построили генераторы в несколько раз мощнее прежних, которые позволили достичь напряжения до 7 миллионов вольт.
Принцип действия:
Простой генератор Ван де Граафа состоит из диэлектрической (шёлковой или резиновой) ленты, которая вращается на роликах 3 и 6. Верхний ролик при этом диэлектрический, а нижний - металлический и соединяется с землёй. Один конец ленты заключается в металлическую сферу. Два электрода в форме щёток расположены на небольшом расстоянии от ленты сверху и снизу, причём электрод 2 соединён с внутренней поверхностью сферы 1. Через щетку 5 воздух ионизируется от источника высоковольтного напряжения 7, образующиеся положительные ионы под действием силы Кулона движутся к заземлённому 6 ролику и оседают на ленте, движущаяся лента переносит заряд внутрь сферы 1, где он снимается щёткой 2, под действием силы Кулона заряды выталкиваются на поверхность сферы и поле внутри сферы создается только дополнительным зарядом на ленте. Таким образом на внешней поверхности сферы накапливается электрический заряд. Возможность получения высокого напряжения ограничена коронным разрядом, возникающим при ионизации воздуха вокруг сферы. Современные генераторы Ван де Граафа вместо лент используют цепи, состоящие из чередующихся металлических и пластиковых звеньев, и называются пеллетронами.
Применение:
Исторически изначально генераторы Ван де Граафа применялись в ядерных исследованиях для ускорения различных заряженных частиц. В настоящее время их роль в ядерных исследованиях уменьшилась по мере развития иных способов ускорения частиц. Они продолжают использоваться для моделирования процессов, происходящих при ударе молний, для имитации грозовых разрядов на земле.
