הגנרטור ואן דה גראף

בתחילת שנות השלושים של המאה העשרים, ד"ר רוברט ואן דה גראף, שבאותה תקופה עבד כעמית מחקר במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ועסק במחקר מדעי בתחום הפיזיקה הגרעינית וטכנולוגיית מאיץ, פיתח, תכנן ובנה במהרה מאיץ אלקטרוסטטי בעל מתח גבוה הפועל על עיקרון של חשמלי חגורת מסוע של יוני אוויר (1933).

מאוחר יותר, בשנת 1936, ואן דה גראף בנה (כולם על אותו עיקרון) את מחולל המתח הקבוע האלקטרוסטטי הגדול בעולם - גנרטור הטנדם של ואן דה גראף, המורכב משני מגדלים גבוהים.

עיתונים באותה תקופה כינו את המצאתו של פרופסור חבר, לא פחות ממהפכני, חזהו אותו "יבצע ניסים" ו"גלה את סודות הטבע ". מהלך כה חזק בתשחץ אינו מפתיע כלל, מכיוון שגנרטור הוואן דה גראאף הגדול ביותר בן שני שלבים כלל שני עמודים ענקיים בקוטר של כמעט 2 מטר כל אחד וגובהם כ- 15 מטר (עם כדורי מתכת בקוטר 4.5 מטר רכוב על גבי העמודים, בפנים שסופק מכנית עם מטען חשמלי) ואיפשר להשיג הפרש פוטנציאלי של 7,000,000 וולט.

למרות היעילות הנמוכה של המכשיר בכללותו (כ -23%), לאנשים שראו מכשיר נפלא בעבודה היה רושם בלתי ניתן למחיק, מכיוון שפרקי הניצוץ היו באורך של יותר ממטר.

כוחו של גנרטור ואן דה גראף הספיק לעבודת מחקר אמיתית - כדי להאיץ גרעינים אטומיים, כמו גם חלקיקים יסודיים, כמו פרוטונים ואלקטרונים, למהירויות גבוהות מספיק. אז גנרטור ואן דה גראף המשמש במאיצות עזר למדענים לזהות את מרכיבי האטומים, שהם מבנה היקום הפיזי.

הם אומרים כי הרעיון של עקרון הפעולה של גנרטור מתח גבוה הגיע לוואן דה גראוף כשהיה עדיין סטודנט וצפה מדי פעם בניצוצות החשמל הסטטי על בית דפוס עובד.

עיקרון פעולת הגנרטור הוא כדלקמן. סרט משי או גומי (סרט דיאלקטרי) נמתח ומסתובב כמו מסוע על זוג גלילים שאחד מהם ממוקם בבסיס העמוד, השני בתוך חלל כדור המוליכה בחלקו העליון. הגלגל התחתון עשוי מתכת ומחובר באופן גלווני לקרקע, הוא מונע על ידי מנוע. הגלגלת העליונה דיאלקטרית.

מברשת מתכת המחוברת למסוף החיובי של מקור המתח הגבוה, שהקצה השלילי שלו מחובר ישירות לגלגל התחתון, מובא לקלטת שמתחת, מתחת לגלגל התחתון, עם פער קטן.

אז, בין הגלגל התחתון למברשת, נע סרט קלטת דיאלקטרי (בגנרטור אמיתי, רוחב הקלטת היה רוחב של כ -120 ס"מ). תחת פעולה של מתח גבוה (כ 20,000 וולט) בין הגלגל למברשת, האוויר שביניהם מיונן ויוני אוויר חיוביים, שנמשכים על ידי כוח קולומב, ממהרים אל הגלגל טעון שלילי. אך מכיוון שיש קלטת דיאלקטרית בנתיב של היונים, היונים מתיישבים על הקלטת ומטעינים אותה בדרך זו.

הקלטת עוברת מלמטה למעלה, מתחתיה מקבלת מטען ברציפות, ובאותה העת המטען משטחו נלקח ברציפות ליד הגלגל העליון, מכיוון שלגלגל הגליל העליון בתוך הכדור יש גם מברשת הממוקמת לצידו. המברשת מסירה את המטען מהקלטת, והחיבור הגלווני למשטח הפנימי של הכדור המוליך החלול, מעביר את המטען אליו, יותר ויותר מחשמל מיכל כדורי זה על כל המשטח החיצוני שלו, בעצם שואב אותו, מזרים אליו מטען.

האפשרות הבסיסית להצטברות מטען בקיבולת כדור הגנרטור של ואן דה גראף מוגבלת על ידי פריקת הקורונה, אשר בהכרח מתעוררת עקב יינון האוויר המקיף את הכדור. המגבלה התיאורטית עבור כדור בקוטר 4.5 מטר היא כ- 17,000,000 וולט.

המדען האמריקני ג'יימס סטאקי והמתנדב ג'ודי קרדן מדגימים את יכולתו של גוף האדם להוביל זרם חשמלי. הרצאה בניו יורק, 1966

Comments

[#1 דמיטרי]

מאוד מעניין! ממזר.