Генератор Ван Де Графа

Генератор Ван де Граафа — генератор очень высокого напряжения, механизм работы которого действует за счет электризации движущейся резиновой ленты. Самый ранний генератор был создан и построен американским ученым-физиком в 1929 году, Робертом Ван де Граафом и позволял получать напряжение потенциалом до 100 киловольт.

Принцип действия генератора

Самый простой генератор Ван де Граафа состоит из:

4 – непроводящей (диэлектрической) шёлковой или каучуковой ленты;

3, 6 – вращающейся на роликах, причём верхний ролик диэлектрический, а нижний металлический и соединён с землёй.

1 – металлическая сфера в которую заключен один из концов ленты;

2, 5 – электроды в форме сетки находятся на маленьком расстоянии от ремня вверху и внизу, причём электрод 2 соединён с внутренней поверхностью металлической сферы. Через сетку 5 воздух ионизируется от источника высоковольтного напряжения 7, образующиеся положительные ионы под действием силы Кулона движутся к заземлённому 6 ролику и оседают на ленте, движущийся ремень переносит заряд внутрь сферы, где он снимается сеткой 2, под действием Кулоновской силы заряды выбегают на поверхность сферы и поле внутри сферы создается только дополнительным зарядом на ленте. Таким образом на внешней поверхности сферы накапливается электрический заряд. Возможность получения высокого напряжения ограничена коронным разрядом, возникающим при ионизации воздуха вокруг сферы.

Самые современные генераторы Ван де Граафа вместо резиновых ремней используют цепи, которые состоят из чередующихся металлических и пластиковых звеньев, и называются пеллетронами.

10) Электроемкость проводников.

¾ Характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд.

¾ Не зависит от q и .

¾ Зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения, электрических свойств среды между проводниками.

Сообщенный проводнику заряд q распределяется по его поверхности так, чтобы напряженность поля внутри проводника была равна нулю. Если проводнику, уже несущему заряд q, сообщить еще заряд той же величины, то второй заряд должен распределиться по проводнику точно также, как и первый, в противном случае он создает в проводнике поле, не равное нулю. Таким образом, различные по величине заряды распределяются на удаленном от других тел (уединенном) проводнике подобным образом, т.е. отношение плотностей заряда в двух произвольных точках поверхности проводника при любой величине заряда будет одно и то же.

Отсюда вытекает, что потенциал уединенного проводника пропорционален находящемуся на нем заряду. Действительно, увеличение в некоторое число раз заряда приводит к увеличению в тоже число раз напряженности поля в каждой точке окружающего проводника пространства, т.е.

Вводя соответствующий коэффициент пропорциональности, запишем или где q – заряд одной из пластин, – напряжение между ними.

где С - называется электроемкостью.

Таким образом, электроемкость уединенного проводника есть физическая величина численно равная величине заряда, который необходимо сообщить данному проводнику для увеличения его потенциала на единицу. В СИ единицей емкости является Фарад (Ф).

Дата добавления: 2015-04-24