24.12
Генератор ван де Граафа используется для производства высокого напряжения с помощью статического электричества. Он состоит из металлической полой сферы радиуса R, помещенной на изоляционный материал, ремня, который вращается с помощью мотора, и двух металлических гребней.
Нижний металлический гребень подключается к источнику напряжения 10 киловольт, ионизируя воздух между гребнем и лентой. Отрицательные заряды заземляются с помощью того же гребня, а положительные заряды перемещаются вверх по ленте.
В верхней части ремня положительные заряды притягивают отрицательные заряды от сферы через металлический гребень, вызывая чистый избыточный положительный заряд на сфере.
Этот процесс продолжается, и металлическая сфера приобретает более высокий положительный заряд до тех пор, пока не вызовет электрический пробой окружающего ее воздуха.
Например, если радиус равен 15 сантиметрам, а создаваемое напряжение составляет 100 киловольт, то избыточный заряд на генераторе можно рассчитать с помощью выражения электрического потенциала. Упрощение и подстановка известных величин дает избыточный заряд в 1,67 микрокулонов.
Генераторы Ван де Граафа (или просто Ван де Граафы) - это устройства, используемые для демонстрации высокого напряжения, вызванного статическим электр…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.