18新利最新登入范德格拉夫发电机如何工作的呢

了解范德格拉夫发电机和它是如何工作的,您需要理解静电。18新利最新登入几乎我们所有人都熟悉静电,因为在冬天我们可以看到和感觉到它。在干燥的冬天,静电可以建立我们的身体,使火花从我们身体的金属碎片或其它人的身体。我们可以看到,感觉和听到的声音火花跳跃。

在科学课上你可能用静电也做了一些实验。举个例子,如果你用丝绸摩擦玻璃棒或如果你搓一块琥珀与羊毛、玻璃和琥珀将开发一个静态电荷能够吸引少量纸或塑料。

了解发生了什么当你的身体或玻璃棒发展一个静态电荷,你需要思考原子,我们可以看到的一切。所有物质都由原子,这本身就是由带电粒子组成的。原子有一个原子核由质子和中子组成。他们也有周围的“壳”,是由电子。一般来说,物质是不带电,也就是说,电子和质子的数量都是一样的。如果一个原子比质子,电子带负电。如果它有比电子,质子带正电。

一些原子保持它们的电子比其他人更紧密。18新利最新登入如何强烈物质拥有电子决定它的地方摩擦电系列。如果材料是更倾向于放弃电子接触另一种物质时,它更积极的摩擦电系列。如果材料是更倾向于“捕捉”电子接触另一种物质时,它更负摩擦电系列。

下面的列表描述了许多材料的摩擦电系列你发现在房子周围。积极的在顶部的系列项目,底部和消极的项目是:

(上面的列表是改编自《大自然的电力由查尔斯·k·亚当斯)。

的相对位置两种物质的摩擦电系列告诉你如何进入接触时才会采取行动。18新利最新登入玻璃由丝绸摩擦引起电荷分离,因为他们几个职位表中。这同样适用于琥珀和羊毛。表中的分离越远,影响就越大。

当两个不导电的材料相互接触,化学键,称为附着力两种材料之间形成的。根据摩擦电材料的属性,一个材料可以“捕捉”其他的电子材料。如果两种材料现在分开,电荷不平衡将会发生。捕获的材料,现在电子带负电,材料,现在失去了一个电子是带正电的。这个电荷不平衡是“静电”来自的地方。“静态”一词具有欺骗性,因为它意味着“没有运动”,但实际上是很常见的电荷不平衡和必要的流。引发你的感觉当你触摸门把手是流的一个例子。

在下一节中,我们将看看许多因素影响大小的静电冲击。

你可能想知道为什么你不看到火花每次你把一张纸从你的办公桌。电荷的数量取决于所涉及的材料和连接它们的表面积。许多表面,当一个放大设备,显得粗糙或锯齿状。如果这些表面被夷为平地,允许更多的表面接触,发生电荷(电压)肯定会增加。

静电学的另一个重要因素湿度。如果是非常潮湿的,电荷不平衡不会保持一个有用的时间。记住,湿度是测量空气中的水分。如果湿度高,水分外套的表面材料,为电子提供低阻路径流动。这条道路允许的指控“重组”,从而中和电荷不平衡。同样的,如果是非常干燥,可以建立特别的水平,数万伏!

考虑冲击得到干燥的冬季的一天。根据类型的唯一的你的鞋子,地板的材料你走路,你可以建立起足够的电压导致电荷跳转到门把手,因此让你中性的。你可能还记得老“静电”商业。衣服的干燥机建立一个静电电荷。旋转的干燥机提供了一个低湿度环境,让衣服不断接触和彼此分开。足够高的电荷可以很容易地导致材料吸引和“棍子”电荷相反的表面(身体或其他衣服,在这种情况下)。一个方法你可以用来删除“静态”是轻雾的衣服和一些水。在这里,水允许电荷泄漏,从而留下中立的材料。

应该注意的是,当空气中的灰尘,空气会分解更容易在一个电场。这意味着污垢使空气更容易成为电离。电离空气是空气,被剥夺了电子。当这种情况发生时,据说等离子体,这是一个很好的导体。一般来说,添加杂质的空气改善其导电性。在空气中的杂质有同样的效果空气中的水分。这两个条件都在静电学的所有理想。这些杂质的存在在空气中通常意味着他们也在您所使用的材料。空气环境是一个很好的衡量你的物质条件——通常会分解的材料像空气,只有更早。

现在你了解静电学和静电,很容易理解的目的范德格拉夫发电机。范德格拉夫发电机是一个设备,旨在产生静电并使其可用于实验。

美国物理学家罗伯特·Jemison范德格拉夫在1931年发明了范德格拉夫发电机。以他的名字命名的设备有能力产生极高的电压高达2000万伏。范德格拉夫发电机发明提供所需的能源粒子加速器。这些加速器被称为原子附肢因为他们加速亚原子粒子速度很高,然后“砸”到目标原子。由此产生的碰撞创建其他亚原子粒子和高能辐射,如x射线。能够创建这些高能碰撞粒子和核物理学的基础。

范德格拉夫发电机被称为“恒流“静电设备。当你把一个负载范德格拉夫发电机,电流(安培数)是相同的。电压随负载。范德格拉夫起电机的情况下,当你靠近输出终端(球与接地对象),电压会降低,但目前仍将保持不变。相反,电池被称为“恒压”设备,因为当你把一个负载,电压保持不变。一个很好的例子就是你的汽车电池。完全充电汽车电池会产生12.75伏特。如果你打开车灯,然后检查你的电池电压,你将看到它仍然相对不变(提供你的电池是健康的)。新利国际网站品牌官网与此同时,当前将随负载。例如,您的头灯可能需要10安培,但你挡风玻璃刮水器可能只需要4安培。无论哪一个你打开,电压将保持不变。

有两种类型的范德格拉夫发电机:一个使用高压电源充电和使用腰带和充电辊。这里我们将讨论belts-and-rollers类型。

这种范德格拉夫发电机是由:

当电动机,下辊(充电器)开始把腰带。由于皮带是用橡胶制成的硅带和下辊覆盖着,下辊开始构建一个负电荷和带构建一个正电荷。你可以理解为什么这个电荷不平衡发生通过观察摩擦电系列:硅比橡胶负;因此,降低辊是捕获电子的皮带,因为它经过辊。

在下一节中,我们将看看如何集中收费。18新利最新登入

重要的是要意识到辊上的电荷更集中在带电荷。因为这个浓度的辊的电场远强于带在辊的位置和较低的刷总成。强负电荷从辊现在开始做两件事:

从空气中带正电的原子核分子试图走向带负电荷的辊,但带。现在带的正电荷“涂”,然后将远离辊。

只要有空气之间的低和滚刷装配,范德格拉夫发电机将继续带。从理论上讲,范德格拉夫发电机可以继续充电,直到永远。不幸的是,灰尘和其他杂质的环境将会限制发展的实际费用的球体。

让我们回到传送带上。带,我们离开的时候,是带正电,滚向上层辊和上刷总成。因为我使用尼龙上辊,它想要击退皮带上的电荷。上刷装配连接到球的内部和挂在上辊和皮带的位置。刷的电子转移到电线的技巧,因为他们吸引带正电的腰带。一旦空气分解和之前一样,积极的原子核的空气被画笔所吸引。与此同时,空气中的自由电子转移到传送带上。当一个带电物体接触的金属容器,容器将所有的电荷,留下中立的对象。的多余的费用然后出现在容18新利最新登入器的外表面。在这里,我们的集装箱是球体。正是通过这种效应,范德格拉夫起电机能够实现其巨大的电压。范德格拉夫起电机,皮带是带电物体,提供一个连续的正电荷的球体。

最后一个前注意构建自己的范德格拉夫发电机。通常情况下,一个中立的材料是用于上辊,所以带变成了中性球后吮吸它的过剩电荷。因为我使用尼龙上辊摩擦电系列)(这是积极的,我实际上导致皮带提供更多的正电荷,变得消极。这是一个技术用于你现在的翻倍。皮带是积极的一面,因为它方法上辊和消极的另一面方法降低辊。

如果你是机械地,很容易从头开始构建自己的范德格拉夫发电机(如果不是这样,您可能希望购买装备或完成发电机,看到这篇文章的链接在最后一些想法)。下面列出的零部件和材料我用来构建范德格拉夫发电机。

辊。我建议任何严重的构建器使用negative-roller / positive-roller技术。结果比有一个滚子中立。了解你想要什么材料的使用,然后搜索当地的五金店。上有许多材料摩擦电的列表,可以发现有轻微到中度的搜索。避免使用铝箔或任何其他金属,可以撕裂或片状。如果铝薄片,它会带,因此短路范德格拉夫发电机。你应该尽量把王冠放在滚轴(使中间隆起像桶)。国王将导致带追踪的中间辊,从而消除潜在的带滑落。

带。我使用执行完美的手术油管。它非常耐用,易于保持清洁(与外用酒精擦拭),和容易处理。购买好五金店的油管或医疗用品店。然后,您将需要把油管平坦地带。用剪刀或者膨胀管。形成一个带,形成末端稍带成一个圆和重叠。通过重叠部分切45度角(削减所有的方式通过)。现在屁股的两端连在一起用橡胶胶水和债券。45度的seam将帮助带旅行在辊缝到达时。

记住,皮带不能导电。避免使用任何材料是黑色的,它可能包含碳,这是导电的高电压范德格拉夫发电机的发展。皮带的宽度应尽可能接近辊宽度。你想确保刷“涂层”带,而不是失去充电辊。

刷。刷必须是金属等导电材料。我发现较小的和更清晰的画笔,性能就越好。试着把刷辊在不同的距离。不允许刷接触带。这将导致碎片建立并将毁掉你的腰带。散开的细电线接地扁线好,推荐工作。

电动机。汽车可以说是范德格拉夫发电机的最重要方面。显然,你想要一个足够了马力驱动皮带。试着看当地的汽车维修店。我甚至用圆锯电动机。电动机转速,我不会使用任何少于1000 rpm。速度决定了范德格拉夫发电机指控有多快了(不18新利最新登入要混淆这与建立多少费用)。

球。任何空心金属球将正常工作。两个沙拉碗,我使用了一些泄漏钢圈聚集在一起的地方。我纠正这个用环氧树脂密封缝,用电工胶带覆盖它。

这是最初的步骤:

不使用木质外壳:木头很容易,但它从空气中吸收水分,范德格拉夫发电机可产生不利影响。从塑料——树脂玻璃从硬件存储运行良好。记得离开访问设置带滚子和离开开放顶部路由皮带辊。

为列组装我用6-inch-diameter 32-inch-long块PVC管。我安装的一端管顶部的住房和钻洞的另一端管。你挂载上辊管通过螺栓或杆的顶部通过钻洞。取决于你的上辊支架管,你可18新利最新登入能想要把皮带辊再山。前辊安装之后,您可以附加的另一端带滚子和闭上你的住房。

最后,您可以挂载球和上刷总成。要做到这一点,我剪了一个洞在一个沙拉碗的底部。然后使用导电“金属债券”,以确保接地编织带碗里。接下来,我登上那碗到6英寸4英寸PVC减速器。我的4英寸一端减速器插入碗上的洞,然后涂上一层硅虫害。然后我路由的刷一端接地带减速器的内部并安装它(你可能不得不玩这个有点为了得到最好的分离距离上辊总成)。

最后,你所要做的是把减速机在PVC的顶部。确保刷面临带和同侧下刷。你有你自己的范德格拉夫发电机!

这是一个好主意地面一块线电机住房,因为你可以触摸的另一端连接球体,当你把它关掉。这将让你获得一个肮脏的小流行当你触摸开关。同样,你可能想要放电球没有关闭它。记住,但是,如果你不保持线操作期间的最后你会得到一个小流行,当你把它捡起来。

有成千上万的有趣的实验你可以执行新的范德格拉夫发电机,但我将专注于“头发提高”。有幸运参与者站在绝缘表面的(乐柏美容器顶部)工作。至关重要的人与地面绝缘。如果不能建立在人,他/她的头发不会站起来。现在,把手放在球的人。打开范德格拉夫发电机,看着它走!

范德格拉夫起电机开始充电时,它将电荷转移到触摸它的人。因为人的毛囊被收取相同的潜力,他们试图相互排斥。这就是为什么头发站起来。它不会改变如果范德格拉夫发电机的极性逆转。只要这个人是绝缘,电荷将建立(当然,前提的头发是干净和干燥)。

我的范德格拉夫发电机将创造火花大约10到12英寸长。我喜欢给自己上的铝百叶窗,点窗口。电荷(电子风)将导致百叶窗。我可以轻松地从约8英尺远。肥皂泡也有趣的玩在范德格拉夫发电机。他们最初吸引范德格拉夫发电机和浮动;一旦他们成为带电的范德格拉夫发电机,由于排斥它们漂走。有许多有趣的事情可以做和你的范德格拉夫发电机。运用你的想象力!

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