Étape 1: Comment ça marche
Eh bien qu'il se trouve que le générateur Van de Graaff fonctionne sur un principe très simple. Je suis sûr que vous êtes tous au courant que se passe-t-il quand vous marchez sur des tapis avec des chaussures en caoutchouc sur une journée très sec. Vos cheveux se lève, et vous êtes en mesure d’envoyer l’électricité un arc à vol d’oiseau au grand dam de quelqu'un arriver à bras loin de vous. Cela se produit à cause de quelque chose appelé transfert triboélectrique. Quand vous marchez sur le tapis le tapis échangeront une charge avec vous. Comme vous continuez à pied de que la charge continue de miser jusqu'à ce que votre corps n’a pas la capacité cale plus frais, ou si vous obtenez trop proche de quelque chose qui a une différence de potentiel et tous les frais de fuites soudain de votre corps par un chemin d’accès de l’air ionisé.
Un générateur Van de graaff profite de transfert triboélectrique en utilisant une ceinture sur deux rouleaux pour transporter une charge d’un peigne en métal pour un autre peigne en métal où la charge est transférée à une sphère métallique.
Dans la construction, le vdg est extrêmement simple, mais le principe que cela fonctionne sur est beaucoup plus complex. Par exemple, ces générateurs n’ont pas leur ceinture frottent sur les rouleaux comme chaussures en caoutchouc sur les planchers. Le transfert triboélectrique s’effectue simplement par contact pas de frottement. Cela ne signifie pas cependant, que le type de matières que la ceinture de vdg entre en contact avec les rouleaux est cruciale pour l’opération. Pour être efficaces, les matériaux des deux rouleaux devraient être sur les extrémités opposées de la série triboélectrique, et la ceinture devrait être faite d’un matériau qui se situe quelque part entre eux dans la série. La série triboélectrique n’est rien de plus qu’une liste des matériaux commandés par leur effet triboélectrique, ou la façon dont ils échangent des frais avec d’autres matériaux. Depuis la VGD s’appuie sur cet effet si les deux rouleaux sont triboelectrically identiques sans frais peut être construit. En fait, l’orientation des rouleaux est ce qui détermine la polarité de la sortie. Dans mon cas, j’ai utilisé téflon pour le rouleau inférieur et l’aluminium pour le top donc j’ai eu une sortie positive. Permutation des rouleaux me donnerait un rendement négatif.
Les rouleaux et les ceintures sont cependant qu’une partie de l’histoire. Si vous regardez le schéma ci-dessus, vous pouvez voir que deux peignes métalliques ou les pinceaux est utilisés sur la machine. la brosse de fond est mise à la terre et supprime les frais de la l’électrode supérieure. La brosse supérieure transfère la charge de la courroie à la sphère supérieure. Pour mieux comprendre ce qui se passe avec les brosses, qu'il serait préférable de penser à un exemple. Imaginez un vdg avec une sortie positive. comme la ceinture descend du haut rouleau à rouleau inférieur, qu’il transporte les électrons de la brosse supérieure. Approche de la brosse de fond, l’accusation est suffisante pour ioniser l’air entre le pinceau et la ceinture et les électrons se déplacent à la terre. comme la ceinture de la longe, il est facturé triboelectrically par le rouleau inférieur positifs. Comme il va dans l’ensemble du rouleau supérieur, il commence à tirer sur les électrons de la sphère supérieure, laissant les protons non appariés et donc de charge positivement la sphère supérieure.
La sphère supérieure de la machine elle-même est effectivement très importante à la sortie de la vdg pour de nombreuses raisons. Par exemple, avec les paramètres ci-dessus il n’y a aucune raison pourquoi un vdg ne pouvait pas continuer à accumuler une charge pour toujours, si ce n’était pas pour le fait qu’il y a d’une part seulement tant de protons non appariés qui pouvaient être laissés à la sphère, et parce que n’importe quel genre de petite imperfection ou point sur la sphère commencerait à provoquer la décharge corona , où la charge fuit littéralement hors de la sphère et dans l’air, provoquant une grande quantité de pertes. Cela étant dit, le plus grand, rond et lisse la sphère sur le dessus du vdg, plus la sortie, il est capable d’atteindre.
Je n’ai pas couvert certainement pas tout et il y a beaucoup plus de choses dans le fonctionnement de vdg, mais j’espère que maintenant vous comprenez les bases de leur fonctionnement.
