Ģenerators Van de Graaff

30. gadu sākumā doktors Roberts Van de Grāfs, kurš tajā laikā strādāja par zinātnisko līdzstrādnieku Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā un nodarbojās ar zinātniskiem pētījumiem kodolfizikas un paātrinātāja tehnoloģijas jomā, izstrādāja, projektēja un drīz uzcēla augstsprieguma elektrostatisko paātrinātāju, kas darbojas pēc elektrificēta principa. gaisa jonu konveijera lente (1933).

Vēlāk, 1936. gadā, Van de Graaff uzcēla (visi pēc tāda paša principa) pasaulē lielāko elektrostatiskā pastāvīgā sprieguma ģeneratoru - Van de Graaff tandēma ģeneratoru, kas sastāv no diviem augstiem torņiem.

Tā laika laikraksti asociētā profesora izgudrošanu sauca par revolucionāru, paredzēja viņam "veikt brīnumus" un "atklāt dabas noslēpumus". Tik spēcīga preses spiediena maiņa nemaz nepārsteidz, jo lielāko divpakāpju van de Graaff ģeneratoru veidoja divas milzīgas kolonnas, kuru diametrs bija gandrīz 2 metri un augstums aptuveni 15 metri (ar metāla lodēm, kuru diametrs bija 4,5 metri, kas uzstādītas kolonnu augšpusē, iekšpusē). kas tika mehāniski piegādāts ar elektrisko lādiņu) un ļāva iegūt potenciālo starpību 7 000 000 voltu.

Neskatoties uz ierīces zemo efektivitāti kopumā (aptuveni 23%), cilvēkiem, kuri darbā redzēja brīnišķīgu ierīci, radās neizdzēšams iespaids, jo dzirksteļizlādes bija vairāk nekā metra garas.

Van de Graafa ģeneratora jauda bija pietiekama reālam pētniecības darbam - lai pietiekami lielos ātrumos paātrinātu atomu kodolus, kā arī elementārdaļiņas, piemēram, protonus un elektronus. Tātad Van de Graaff ģenerators, ko izmanto paātrinātājos, palīdzēja zinātniekiem noteikt atomu komponentus, kas ir fiziskā Visuma uzbūve.

Viņi saka, ka ideja par augstsprieguma ģeneratora darbības principu radās Van de Graufam, kad viņš vēl bija students, un laiku pa laikam vēroja statiskās elektrības dzirksteles, darbodamies strādājošā tipogrāfijā.

Ģeneratora darbības princips ir šāds. Zīds vai gumijas lente (dielektriskā lente) ir izstiepta un griežas tāpat kā konveijera lente uz veltņu pāra, no kurām viena atrodas kolonnas pamatnē, otra - vadošās sfēras dobuma iekšpusē augšpusē. Apakšējais veltnis ir izgatavots no metāla un galvaniski savienots ar zemi, to darbina motors. Augšējais veltnis ir dielektrisks.

Zem lentes, zem apakšējā veltņa, ar nelielu atstarpi, zem tā tiek ievietota metāla suka, kas savienota ar augstsprieguma avota pozitīvo spaili, kuras negatīvais spailis ir savienots tieši ar apakšējo veltni.

Tātad starp apakšējo veltni un suku pārvietojas dielektriska lente (īstā ģeneratorā lentes platums bija aptuveni 120 cm). Augsta sprieguma (apmēram 20 000 voltu) iedarbībā starp veltni un suku gaiss starp tiem tiek jonizēts, un pozitīvie gaisa joni, ko ievelk Kulona spēks, steidzas uz negatīvi lādētu veltni. Bet, tā kā jonu ceļā ir dielektriska lente, joni nosēžas uz lentes, uzlādējot to šādā veidā.

Lente pārvietojas no apakšas uz augšu, zem tā nepārtraukti saņem lādiņu, tajā pašā laikā lādiņu no tās virsmas nepārtraukti ņem augšējā veltņa tuvumā, jo augšējā veltņa sfērā iekšpusē ir arī suka, kas atrodas blakus tai. Birste noņem lādiņu no lentes, un, būdama galvaniski savienota ar dobās vadošās sfēras iekšējo virsmu, pārnes uz to lādiņu, arvien vairāk un vairāk elektrificējot šo sfērisko konteineru visā tās ārējā virsmā, būtībā to sūknējot, iesūknējot tajā lādiņu.

Galveno lādiņu uzkrāšanās iespēju van de Graaff ģeneratora sfērā ierobežo korona izlāde, kas neizbēgami rodas sfēru apņemošā gaisa jonizācijas dēļ. Lodes ar 4,5 metru diametru teorētiskais ierobežojums ir aptuveni 17 000 000 voltu.

Amerikāņu zinātnieks Džeimss Staki un brīvprātīgā Džūdija Kredena demonstrē cilvēka ķermeņa spēju vadīt elektrisko strāvu. Lekcija Ņujorkā, 1966. gadā