Генератор Ван де Граафа
1. Призначення
Високовольтний генератор Ван де Граафа - це класичний пристрій для вивчення електростатики, принцип дії якого заснований на електризації рухається діелектричної стрічки. Використовується в курсі фізики.
Генератор Ван де Грааф ілюструє перенесення зарядів і створення високої напруги в дослідах з електростатики.
Перший генератор був розроблений американським фізиком Робертом Ван де Граафом в 1929 році і дозволяв отримувати різницю потенціалів до 80 кіловольт.
2. Принцип дії генератора Ван де Граафа
Простий генератор Ван де Грааф складається з діелектричної (шовкової або гумової) стрічки (4 і 5 на малюнку), що обертається на роликах 3 і 6, причому верхній ролик діелектричний, а нижній металевий і
з'єднаний з землею.
Один з кінців стрічки укладений в металеву сферу 1.
Два електрода 2 і 7 в формі щіток знаходяться на невеликій відстані від стрічки зверху і знизу, причому електрод 2 з'єднаний з внутрішньою поверхнею сфери 1, а на електрод 7 подається електричний потенціал порядку декількох кіловольт (для визначеності, позитивний щодо землі).
Поблизу нижнього електрода повітря іонізується, що утворюються позитивні іони під дією сили Кулона рухаються до заземленого 6 ролику і осідають на стрічці, завдяки чому частина стрічки, що рухається вгору, заряджається.
Стрічка доставляє заряд всередину сфери 1, де він знімається щіткою 2 завдяки тому, що всі заряди виштовхуються на поверхню сфери і потенціал її внутрішньої поверхні завжди дорівнює 0.
Таким чином, на зовнішній поверхні сфери накопичується електричний заряд. Можливість отримання високої напруги обмежена коронним розрядом, що виникають при іонізації повітря навколо сфери.