ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ VAN DE GRAAFF (Ηλεκτροστατική)
Διάταξη:
- Μια μεγάλη, κοίλη μεταλλική σφαίρα είναι προσαρμοσμένη σε μια κυλινδρική μονωτική βάση
- Ένας μηχανοκίνητος λαστιχένιος ιμάντας στο εσωτερικό της βάσης στήριξης περνάει μπροστά από δύο σειρές μεταλλικές ακίδες με θυσανοειδή διάταξη, (σε μορφή ψήκτρας). Η μία σειρά (1) είναι αγώγιμα συνδεδεμένη με το εσωτερικό της σφαίρας και η άλλη (2) είναι συνδεδεμένη με τη γείωση της συσκευής
- Ηλεκτροστατικές σφαίρες
Διαδικασία:
- Θέτουμε την ταινία σε κίνηση με μηχανικό τρόπο έτσι ώστε να μεταφέρουμε φορτίο από τη σφαίρα προς τη γη. Στην απλή περίπτωση, ένας μαθητής-εθελοντής στέκεται πάνω σε μια μονωμένη βάση και τοποθετεί τα χέρια του πάνω στη σφαίρα της γεννήτριας. Ένας βοηθός θέτει σε λειτουργία τη γεννήτρια και παρατηρούμε ότι τα μαλλιά του μαθητή ανασηκώνονται. Γιατί συμβαίνει αυτό; Ένα παρόμοιο φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί αν τοποθετήσουμε πάνω στη σφαίρα της γεννήτριας μια περούκα.
- Μετακινούμε τη σφαίρα προς την φορτισμένη σφαίρα της γεννήτριας και με ένα ηλεκτρόμετρο μετρούμε το φορτίο που επάγεται σε αυτήν. Τι παρατηρούμε; Τι συμπεραίνουμε για το φορτίο της σφαίρας της γεννήτριας;
Εξήγηση:
Θέτοντας σε λειτουργία την ηλεκτροστατική γεννήτρια VandeGraaffελεύθερα ηλεκτρόνια μεταφέρονται από την αγώγιμη σφαίρα μέσω της άνω ψήκτρας και του ιμάντα στην κάτω ψήκτρα και διαμέσου αυτής στη γη. Με αυτό τον τρόπο η επιφάνεια της αγώγιμης σφαίρας φορτίζεται θετικά. Οι γεννήτριες VandeGraaff μπορούν έτσι να συσσωρεύσουν φορτίο που αντιστοιχεί σε πολύ μεγάλες διαφορές δυναμικού που μπορεί να φτάσουν και τα χιλιάδες Volt. Αν στη θέση της γης είχαμε μια πηγή ηλεκτρονίων (αρνητικό δυναμικό σε σχέση με τη γη), τότε η γεννήτρια θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη φόρτιση της επιφάνειας της σφαίρας με αρνητικό φορτίο
.