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自家製ファンデルグラーフ発電機。荷電粒子加速器

アメリカの物理学者ロバート・ファン・デ・グラーフは、偶然にも電気物理学と核物理学という 2 つの偉大な科学時代の接点で生まれ、研究を行っていました。 1929 年に彼が作成した発電機は、彼の名前で歴史に名を残しましたが、最初の物理的な用途を意図していました。核研究粒子加速器として。わずか 2 年後、この施設では最大 700 万ボルトの電力の放電が発生しました。

ヴァン・デ・グラフ発電機の動作原理

ヴァンデグラフ発電機は、最初の線形加速器の 1 つです。それでも、電気工学の知識が少しでもあれば誰でも現在のモデルを再現できます。

発電機は、正と負の電荷が印加される 2 つの球体、2 つの回転ローラー (上部と下部) に張られた誘電性のループ状テープ、ローラーの近くに配置されたブラシの形をした 2 つの電極で構成され、上部電極は内部に閉じられています。球の表面と下部は高電圧源に接続されています。

ローラー上に張られたテープの回転によって装置が作動し始めます。上部ローラーは誘電体材料で作られ、下部ローラーは接地された金属で作られています。上部の電極は金属球に接続されており、下部の電極は高電圧源に接続されており、イオン化します。周囲の空気そして、移動するベルトに「くっつく」プラスイオンを生成します。

これは、コンベアと同様に、正電荷を「上」に「配送」し、そこでブラシ電極によってローラーから除去され、電荷が蓄積される球の内面に正電荷を転送します。

同時に、もう一方の球体にはマイナス電荷が蓄積します。蓄積された電位が臨界レベルに達するとすぐに、放電が発生します。

原子力時代の幕開けに、ヴァン・デ・グラーフ発電機は線形粒子加速器として一時期使用されました。しかし、彼の活発な科学者の「キャリア」は長くは続きませんでした。すぐに、パワーと機能において前任者と比較できない新世代の加速器が登場しました。

しかし、スクラップとして処理された前世紀半ばの電気機器である「同業者」とは異なり、ヴァン・デ・グラーフ発電機はかなり活発な生活を送っています。主要な研究センターから学校の体育の授業や研究所の研究室に移り、たとえば、ガス環境における自然放電をモデル化するための不可欠な教育ツールになりました。

最も有名な体験の一つは「髪の毛が立つ体験」と呼ばれるものではないでしょうか。これを行うには、ゴムマットの上に立つか、木の板オンになったヴァン・デ・グラーフ発電機に触れます。ボリュームのある髪を持つ人は、写真を撮ってインスタグラムに投稿するのにふさわしいサプライズを待っています。

DIY ヴァンデグラフ発電機

これは、「独創的なものはすべてシンプルである」という有名な定説を体現しています。 YouTube やインターネットサイトでは、鉛筆やスクラップなど、絶対に入手可能な材料を使って職人の手によって作られた、動作するヴァンデグラーフ発電機の数十のバージョンを見つけることができます。水パイプ PVC、輪ゴム、ペーパークリップ、電池、おもちゃの電気モーター、テープ、ワイヤーなど。このリストは発明者の想像力と資格によってのみ制限されます。

最も手頃な価格のオプションは、切断されたPVCパイプで、その内側に回転ローラーが車軸に取り付けられ、耐久性のあるテープで互いに接続されています。軸を取り付けるには、加熱したはんだごてを使用して、上下に平行な穴を開けます。

ブラシ用の別の穴は下軸に対して垂直に開けられます。下部ローラーとブラシは電動モーターに接続されています。使用済みの0.33リットルソーダ缶を球体として使用できます。プラスの電荷を除去するために、パイプの内側に面した側にブラシが取り付けられています。この後、構造体が組み立てられます。それで、始められます。数分後、瓶の球を水の流れに近づけると、磁場の影響でわずかに曲がります。 Q.E.D.

シンプルに始めましょうそして古典に行きましょう！
普通の薄いビニール袋を用意して、真ん中を糸で結び、糸の両側でポリエチレンを切って、長い糸に結ばれた蝶結びを作りませんか。
私たちは学校用のプラスチックの定規を手に取り、ウールのスカーフにこすりつけて船首に持っていきます。
今、私たちは弓の飛行を賞賛し、できるだけ長く空中に留めておこうと努めています。

これは摩擦による帯電の最も単純な実験であり、観客を喜ばせ、自分も同じことをやってみたくなるのです。
さあ、誰が反対するでしょうか！

さあ、お店で売られているものを手に取ってみましょう！
私たちは、魔法の杖を手に取り、ホイルで作られた切り抜きのフィギュアを持ち上げ、本物の魔術師のように、そのフィギュアを杖の上の空中に浮かせるだけです。
言っておきますが、これは弓ではありません。

姿はまっすぐになり、ボリュームが増し、今度は完全にあなたの力で、空中で複雑な宙返りを行います。

秘密はどこに隠されているのでしょうか？
この魔法の杖の何が「魔法」なのか、そして小さな子供たちが言うように、中には何が入っているのでしょうか？

あなたが静電気発生器に初めて出会ったのを思い出してください。それはあなたの猫でした。
ストロークして「楽しんで」、神経を刺激する電気的なタッチを…。試してみましたか？

学校で知られているもう 1 つの静電気発生装置は、エレクトロフォアマシンです。

そして、これは電荷を蓄積するための装置の別の実施形態です。魔法の杖には小型の静電気が含まれています。 ヴァン・デ・グラーフ発電機。

魔法の杖の発電機は電池で動作し、電池も杖の中にあります。ボタンを押すとジェネレーターが最後に作成を開始します魔法の杖静電気の帯電。スティックの端がフォイルフィギュアに触れると、スティックの静電気の一部を取得します。棒と置物は同じ名前の電荷を受けており、そのような電荷は反発する必要があります。置物と棒が互いに反発します。
フォイルのフィギュアは、そのすべての部分が同じ符号の電荷を持っているため、ボリュームが大きくなります。その効果は、あたかも切り抜いた紙の人形から風船を膨らませているようなものです。
しばらくすると、フィギュアとスティックの帯電が弱くなり、再度スティックのボタンを押して新たな静電気を蓄積する必要があります。

そして、本物の大型ヴァン・デ・グラーフ発電機は、原子物理学の分野における素粒子に関する本格的な科学研究のために、アメリカの物理学者ロバート・ヴァン・デ・グラーフによって作成されました。

大きい強力な発電機ヴァン・デ・グラーフは飛行船の格納庫内で製造され、レールに取り付けられました。
発電機は 2 本の柱で構成され、それぞれの柱には直径 15 フィート (1 フィートは 0.3 m) の中空アルミニウム球が取り付けられており、地面から確実に絶縁されていました。

誘電体を柱に垂直に設置紙テープ、リングに接着され、ローラー上で回転します。上部のローラーは誘電体でできており、下部のローラーは金属でできており、アースに接続されていました。テープの下端は電流源から電荷を受け取り、上端は金属球の内側にありました。球体の内部のブラシ電極がテープに触れ、電荷を除去して導電性球に印加すると、電荷は球の外面全体に均一に分布しました。

このような発生器は、線形粒子加速器に高い電位差を作り出すために使用されるため、反対の電荷を蓄積する 2 つの球体が必要でした。一方の球はプラスに帯電し、もう一方の球はマイナスに帯電し、ボール間に電荷が十分に蓄積すると放電が発生し、これが物理学者によって研究されました。

球間の総電圧は数百万ボルトに達しました。巨大な発電機の各球体の中には科学研究室がありました。

当初、このような発電機は線形加速器で使用されていました。ドームの直径は数メートルに達し、生じた電位差は数百万ボルトに達しました。
現在、ヴァンデグラフ発電機は主に、自然雷放電のシミュレーションなどのモデリングプロセスに使用されています。

現在、ヴァン・デ・グラーフ発電機は学校で見ることができ、静電気の実証実験、つまり物体に帯電させて空中での火花ガスの放電を行うために設計された小型の教育用実証発電機が製造されています。

ここでは、ゴムバンドが電気モーターによって駆動され、帯電したプレートの間を通過します。テープの外側で発生した電荷は球に転送され、周囲の空間にかなり強い静電界 (高電圧) を生成します。反対の符号のテープの内側の電荷は接地によって除去されます。

ヴァンデグラフ発電機は静電気発電機であり、マイクロアンペア単位の非常に低い電流で非常に高い電圧を生成します。このおかげで、ヴァン・デ・グラーフ発電機を使用すると、髪が「逆立つ」ときの人体の帯電や、暗闇での放電を示す実験などの興味深い実験を実証することができます。小さな稲妻。

人が絶縁台の上に立って、ファン・デ・グラーフ発電機の帯電した球体に触れると、その人の体に大きな電荷が与えられ、同じ電荷を受けたすべての髪の毛が互いに反発し、逆立ちます。。

しかし、そのような状態にある人が接地された暖房用バッテリーに触れ、電荷の再分配を感じることは「神は禁じられています」。

ヴァン・デ・グラーフ発電機は、敵が高電圧放電で原住民を威嚇するのに役立つ装置の 1 つです。
入力は筋力、出力は人工雷、すべてがうまくいっているようです。

しかし、それには独自の特性があり、まさにこれらの特性により、古代の建築には推奨されません...

ヴァン・デ・グラフ発電機の動作原理は単純です。 2 つのローラーの間で回転する誘電体テープがあります。テープの下からブラシで帯電させ、上から帯電を取り除きます。金属球。電荷は球の外表面に蓄積するため、ボールの内側からテープから静電気を除去し続けることができます。その結果、約８０ｋＶの放電を蓄積することができる。この装置は 1929 年にヴァン・デ・グラーフによって発明されました。
しかし、2年後、発電機は改良され、テープから電荷を除去するだけでなく、テープに50 kVの高電圧を印加し始め、これにより150万ボルトの電圧を得ることが可能になりました。当時、物理実験に必要だった出力。実際、それ以来、これらのジェネレーターはそのように構築されてきました。ジェネレーターとしてではなく乗算器としてです。
放電電圧はテープの長さと球のサイズによって異なります。しかし、どちらにも限界があります。放電はテープ内で広がり、コロナ放電を通じて球から逃げます。したがって、長すぎるリボンを作成したり、大きすぎる球を作成したりしないでください。

ご覧のとおり、すべてがシンプルです。
このようなジェネレーターは、指定された日付よりずっと前に構築できます。
しかし、ヴァン・デ・グラーフ発電機とを比較してみましょう。まさに古代の建築の観点から。

1. Van De Graaff には誘電体テープが必要です。実はゴムでした。シルクが使えます。現在では、帯電したさまざまな合成繊維も登場しています。そして、電気がよく通れば流れるほど、発電機内の放電も大きくなります。
したがって、天然繊維を使用している場合、排出物はたとえあったとしても安価になります。たとえば、リネンのストライプなら何でも合うとは思えません。
羊毛の場合は何かが起こりますが、羊毛の繊維が滑らかであればあるほど、排出物の品質は良くなります。古代の羊毛は非常に粗かったので、結果は同じになります。
また、大気が湿っている場合（地中海のどこか）、たとえ良質の羊毛を使用しても何も得られないことを覚えておいてください。

価格と入手可能性を考慮することをお勧めします高品質の生地古代では。
また、天然繊維で作られたテープは非常に早く摩耗します。テープは 2 つのローラーの間ですぐに伸びるだけでなく、ブラシとの絶え間ない接触により繊維が波立って、摩耗が桁違いに増加します。同時に、できるだけ早くねじることをお勧めします。これにより、生地の摩耗が早くなります（非線形に速度が上がることさえあると思います）。さらに、そのような使用は次のことにつながるだけでなく、頻繁な交換布地を調整するだけでなく、ローラー間の距離を調整するためでもあります。これは、布地が少したるむと、ローラーが空転してしまうためです (ゴム引きローラーにはアクセスできなくなります)。
自家製のヴァン・デ・グラーフを作ろうとした人は、合成繊維の生地は入手できず、ローラーは木製で滑りやすいことを覚えておく必要があります。

2. 設計から明らかなように、電気泳動装置には 1 つのシャフトの代わりに 2 つのシャフトがあり、それらの間の距離を常に監視する必要があります。したがって、これだけでも設計が少なくとも２倍複雑になる。また、テープの上に向かう部分と戻る部分では、異なる帯電が発生することを覚えておいてください。したがって、彼らはお互いを引き付けようとします。したがって、ローラの直径は十分に大きくする必要がある。昔、木製のローラーを2本製造するほどの精度…まあ、想像できるでしょう。貼ったテープがぴくぴくと跳ねたり、常に滑ったりします。しかし、滑ることはできません。電荷は常に流れ去っています。
電気泳動装置には、2 つの木製ディスクに対して 1 つのシャフトがあります。主なタスクはバランスをとることです、これは経験豊富なマスター彼はナイフでもやります。摩擦要素がありません柔らかい素材。金属製のかかとが付いた 2 つの木製ディスクが互いに接触していないだけです。

3. ストレージボールは金属製である必要があります。そして多ければ多いほど良いのです。ボールは中空であり、内側から誘電体サスペンションを設ける必要があり、球の中に回転軸を設ける設計も行っています。
古代にそのような要素が製造された場合、鍛冶屋の間で髄膜炎が確実に発生します。中空のボールを鋳造する...分割型を作ることができる鐘ですらない! そして、鋳造にはどれくらいの金属が使用され、どれくらいの費用がかかるのでしょうか？ここでは、確かに、ボールは次から組み立てられます。板金。同時に、主なことは、外面各突起から放出されるコロナ放電を減らすために、できるだけ滑らかにします。そのため、凹凸のある部分を鉛パテで埋めてリベットで組み立てるのも面白そうです。
そして、私たちは覚えています-スケーラビリティは低く、ボールを大きくすることをお勧めしますが、狂信的ではありません（実際にはほぼ4メートルに達しましたが、これは私たちには不可能です、少なくとも山高帽のサイズが必要です）。

4. 電荷の蓄積も問題です。漏れが非常に大きいため、ベルトを停止することはできません。発電機が正常に動作している間は、回転する必要があります。テープの磨耗を忘れていませんか？電気泳動装置を組み立てると、コンデンサーに電荷が蓄積されます。漏れも発生しますが、それほど目立ちません。たとえ古代の技術であっても。そして、たとえコンデンサーの誘電体がセラミックでできていたとしても（古代エジプトではガラスが使用されていたため、歪んでしまうでしょう）。
同時に、バッテリーを組み立てることによってコンデンサ容量を増やすことも非常に簡単です。バッテリーにオイルを充填して、見えないところに隠すこともできます。
ファン・デ・グラーフでは、ボールのサイズを大きくすることは、たとえあったとしても効果がありません。そしてコンデンサを取り付ける場所もありません。
したがって、Van De Graaffでは高電圧のみを受け取ることができ、そこでの電流は安くなります。コンデンサーの電池の放電は、雄牛を簡単に殺す可能性があります。私はコンパスの磁化についてはすでに沈黙しています。

つまり、発電機としてのヴァン・デ・グラーフは...そうですね、それが狭いニッチ、つまり実験室の実験での電圧増幅のために発明されたのは当然のことです。それは他の場所では使用されておらず、どこかで必要になった場合は、電気泳動装置がより適切に機能しました。しかも安い。これは偶然だと思いますか？ 😀

55 コメント

まず、VDGの主な特徴は記事からは明らかではありません - 弱い電圧下の電荷は球の中央に転送され、そこで電界補償され、表面に再分配されます。小さな電圧が大きな電圧に変わります。通常のコンデンサにはそのようなことはありません。利用可能な電圧を超えて充電することはできません。

>> 古代にそのような要素を製造した場合、鍛冶屋の間で髄膜炎が確実に発生します。中空のボールを鋳造する...分割型を作ることができる鐘ですらない! そして、鋳造にはどれくらいの金属が使用され、どれくらいの費用がかかるのでしょうか？ここでボールはおそらく板金から組み立てられるでしょう。

自家製のものは、木製またはセラミックのボールをホイルで包んで作られます。

>> ファン・デ・グラーフでは、ボールのサイズを大きくすることは、たとえあったとしても効果がありません。

逆に。
>> ヴァンデグラフ発電機は、ほぼどのレベルの電位でも同じ小さな電流を供給できるため、ほぼ理想的な電流源の一例です。達成可能な最大電位は、球の半径に周囲のガス内でコロナ放電が形成され始める電場を掛けた値にほぼ等しくなります。たとえば、STP で空気中に浸漬された直径 30 cm の研磨された球状電極 (絶縁破壊電圧は約 30 kV/cm です) は、最大電圧約 450 kV を発生すると予想されます。

>>そして、そこにはコンデンサを取り付ける場所がありません。

なぜ？地球圏 - すべてが完璧に充電されます。

>> 昔、木製ローラーを2本製造するほどの精度…まあ、想像がつくでしょう。

コインが挿入された蒸気シリンダーを思い出すのはやめたほうがいいでしょうか？それは最も原始的な方法で作られ、丸太を十数人で動かしました。そして、それがうまくいくことが判明するとすぐに、彼らはシリンダーをボーリングするための機械を作りました。ミリ単位の精度は極めて標準的でした。たとえば、マスケット銃の口径は非常に高い精度で維持されていました。これはすでに産業革命の産物であり、精度は 10 以下です。ただし、張力がかかっているベルトの場合、これは必要ありません。

もちろん、EDH では電気泳動よりも多くの痔核が発生しますが、その結果は... 数百キロワットにより、同時代人さえも驚くような効果を得ることが可能になります。

一般に、不幸な人のためのライン：ケルビンスポイト - ほぼゼロのコスト、最小限の結果、IOP - 多くの痔核と非常にクールな結果、エレクトロフォラス - 黄金の平均。

痔のメインはどうやらテープのようです。普通の生地をタンポポの汁に浸すか、クモの巣を集めます（優れた誘電体であり、素材自体がクライアントを驚かせるでしょう）:)

>>VDGの主な機能は記事からは明らかではありません

さて、乗数については何度も言及しましたが、もっと明示的に書くこともできます。

>>木製またはセラミックのボールをホイルで包みます

古代の箔は、それが意味するすべてを備えた金だけでした（古代エジプトではそれさえ利用できませんでした）。

>>地球圏 - すべてが完璧に充電されます

非常に悪い決断であり、可能性を即座に制限してしまいます。そして、制限そのものに対する解決策は、屋根裏にあります。

>>コインを入れた蒸気シリンダーを思い出すのはやめたほうがいいでしょうか？

私はそれについて話しているのではありません。
シリンダーはスチール加工に問題がありました。こちらはバビロンの旋盤で問題なく回転させた木製ローラーです。しかし！ローラーは、できれば速く回転する必要があります。そして、この木軸は非常に折れやすいですし、潤滑の問題などもあります。
私は産業革命の時代のことを言っているのではなく、もっとずっと前のことです。

>>ケルビンドロッパー - コストはほぼゼロ、結果は最小限、IOP - 痔が多く非常に優れた結果、エレクトロフォア - 黄金比

について！これはまさに私たちが話していることです! エレクトロフォアが私たちのすべてです。

中空のボールを鋳造する...分割型を作ることができる鐘ですらない! そして、鋳造にはどれくらいの金属が使用され、どれくらいの費用がかかりますか？ここでボールはおそらく板金から組み立てられるでしょう。重要なことは、各突起から放出されるコロナ放電を減らすために、外面をできるだけ滑らかにすることです。そのため、凹凸のある部分を鉛パテで埋めてリベットで組み立てるのも面白そうです。
そして、私たちは覚えています-スケーラビリティは低く、ボールを大きくすることをお勧めしますが、狂信的ではありません（実際にはほぼ4メートルに達しましたが、これは私たちには不可能です、少なくとも山高帽のサイズが必要です）。

2つのポットに注ぎます。余分な部分を取り除き、一緒に固定します。スタイリッシュで若々しくても、ファキールが酔っている場合、その経験は機能しません。

誘電体テープをいじる必要があります。クレイジーなアイデア - 樹脂は誘電体です。タールを塗った繊維は仕様を満たしますか?

ワックスも誘電体ですか？ワックスをかけたらどうですか？
- ワックスが溶けてしまいます。さらに、ローラーの周りを通過すると、崩れて（柔らかくなる時間がありません）、ローラー上に残ります。髄膜炎。
  - これは実験的にのみ確認できますが、布地に浸み込んだワックスが十分に残っている可能性があります。
    
    しかし、電圧を追いかけても意味はありません。電流が必要です。そのためには、多数の並列電気泳動装置が必要です。これが古典的なウィムズハーストであることはまったく事実ではありません。デバイスのクラス全体を考慮する必要があります。さらに技術的に進んだ設計もあります。平凡な摩擦、シャフト上の大量のガラスディスク、ウールが恩恵を受ける可能性さえあります。

同志諸君、冗談ですか？
ボールは最寄りの都市の銅細工師に注文する必要があります。エジプト人は一枚の銅から大釜、水差し、ヘルメットを美しく打ち出しました。
ペレトンリボン - 溶融硫黄、封蝋、さらには琥珀でできたプレートを青銅のリングで留めたもの。
そして最後に動画です。彼らは新石器時代に紡錘体の渦巻きを作る方法を知っていました。ろくろとハブ付き車輪 - 紀元前 2 千年紀。 2 つのビデオを作成する際の問題点は何ですか?
そして、西暦 1 世紀は、タービンボールを備えたアレクサンドリアのサギであり、その時から、19 世紀の最初の 10 年以前に実際に構築されたほぼすべての機構を実装することが可能になります。

すべてができることは明らかです。私は、電気泳動の作成とファン・デ・グラーフの作成の違いを特に指摘しました。銅細工師、ローラー、布地でこれほど困難があったにもかかわらず (サギもゴムを受け取ったと指摘しなかったのは奇妙です:D)、ではなぜヴァン・デ・グラーフは諦めたのでしょうか?
電気泳動を作ることができたら、それは何の役に立つのでしょうか?
- もう一度言いますが、銅細工師を雇ってローラーを作ることの難しさは何ですか? どこで見ましたか？
  そして、私のコメントの中で「生地」という言葉がどこに登場するかを指摘してください。
  
  私は、アレクサンドリアのサギ (西暦 1 世紀、ローマ帝国) レベルの機械工の助けを借りずに、電気泳動装置のディスクのバランスをどうやってとるかについて尋ねているのではありません。そして、たとえば新王国の祝福された時代に、エジプトでそれらをどのような材料で作るでしょうか。
  - あなたは主要なタスクを無視して、二次的なタスクを批判します。
    ローラーやボールを作るのが不可能だとは言いませんでした。私は、電気泳動ディスク 2 枚よりもはるかに高価になるだろうと言いました。
    そして、シャフトとテンションについて私が言ったことも長くは続きません。
    生地が不足しているため、それはほぼ不可能です。
    
    ディスクは木製で、ナイフでバランスをとります。それらは理想的ではないでしょう... さて、記事の 2 番目の写真を見てください。この大量生産された電気泳動のディスク間の距離は 2.5 ～ 7 mm です (仕様によると!)。つまり、誰も正確にバランスを取ろうとさえしません。そして何もありません。

はい、ちなみに。
高電圧発生器の放電で何かを磁化させようと思っても無駄です。
ジェネレーターは静電容量であり、ソレノイドはインダクターです。古典的な振動回路が形成され、放電中に減衰振動が現れ、逆指数関数でモデル化された正弦波が現れます。このような装置では、消磁するのは良いのですが、消磁するのは良くありません。
さらに、磁化の場合、外部磁束の寿命が材料の緩和時間を超える必要があるため、直流電源が必要です。

私は、Kras が正しくするために再びソースを強化しようとしていると書きたかったのです)))) または次のようにした方がよいでしょう:

どちらかが他方よりも悪いという彼の誤った意見を事前に証明しようとします））））一方で、古代のテクノロジーのレベルについての非常に弱い知識に訴えます（正直に言うと、私はめったに笑うことがなく、この笑いの80％はクラズの落書きで最も頻繁に起こります） ) ...作者が燃やします...

しかし、同志のキプロクスが私を追い抜いてしまいました...
PS キプロクス - 敬意を表します
ZYYクラスの煙源)))

ああ、同志よ…
子供の頃にコンセントから磁石を簡単に着磁して大丈夫でしょうか？

私は恐ろしい秘密を売ります - 磁石の周りにコイルがある回路でヒューズをオンにする必要があります。誰かが弱い。次に、このデザインをソケットに差し込みます。最大値に達すると、ヒューズがすぐに切れ、磁石は磁化されたままになります。

古代にはヒューズはありませんでした。瞬時にタッチしてヒューズを交換する必要がありました。これはシュメールにとっても難しくありません。
- 子供の頃、コンセントからコンデンサを充電しましたが、これは何を証明するのでしょうか?
  ネットワークの場合、磁化曲線上で何が起こるかを描く必要があります交流電流低電圧で一定の振幅、高電圧コンデンサが誘導負荷に放電するとどうなるでしょうか?
  - そうですね、素晴らしいですね、周期の前半が終わった後に回路が開くと、発振回路に放電が起こります。 😀
    - 最大 1000 ピコファラッドのコンデンサがあります。電流が負になる前に電流を遮断するには、回路の発振周期の半分よりも速くこれを行う必要があります。 50 Hz の周波数を得るには、(私の計算によれば) 約 1000 ヘンリーのインダクタンスを持つソレノイドが必要です。アクティブなスイッチやダイオードはありませんし、すぐに使用する予定もありません。電圧 10 kV のヒューズはアークギャップになって役に立ちません。アークトレースのイオン化は、10 kV の周波数であっても消失するのが遅すぎます。 50Hz。
      電流が自然に終了する前に電流を止めることはできません。
      
      私の言うことが信じられないかもしれませんが、インターネットには、プレキシガラスと靴紐で作られた電気泳動マシンのプロジェクトが溢れています。自分で調べてみてください。
      - 正確に 1000 ピコファラッドを選択したのはなぜですか? 部屋全体をエアコンで満たすのを誰が止めるでしょうか？ここでの能力の主な制限はお金です。はい、ガラス製のものはもう適切ではないので、より安価なものを探す必要があります。見てみましょう.. (ちなみに、本当に面白いです)
        
        そしてあなたの計算は間違っています。機械式スイッチを入れるのを誰が止めているのでしょうか？一瞬ショートしてしまうのはどれでしょうか？たとえば、先端に接点が付いた 3 メートルのレバーが別の接点の隣を飛行し、その間でアークが点滅しますか?
        
        いいえ、真剣に、バケツや小さなカートのような解決策を思いつくことができます。
        
        一方で、1,000 ヘンリーは 1,000 ファラッドほど恐ろしいものではありませんが、インダクタンスは依然として巻数の 2 乗に応じて増加します。数キロメートルのワイヤーを使えば、そのようなソレノイドを作ることができます。 50 ヘルツでは、そのような回路に数十キロオームの抵抗を追加すると、開口部がまったく必要なくなる程度に品質係数が低下し、電圧による電流はアンペアで測定されます。
        
        しかしもちろん、コンデンサ、メガソレノイド、電気泳動（さらに、おそらく動作速度が 100 分の 1 秒のスイッチ）というこのシックな設計が、たとえ銅と金で作られていたとしても、ボルタ電柱に置き換えられることを考えると、安くなるでしょう。静電気は心に悪影響を与えるだけです。
        
        えー、そんな電気泳動を作りに行きたいだけなのです！コイルを計算し、テストのために針を磁化します。
        
        安物の電気メッキについては話さないでください。単にガルバニ電池が消耗品であるためです。適切に構築された電気泳動は数十年間回転します。
        
        消耗品？彼はどういうわけか自分の体重の10倍の針を磁化させます。それとも百ですか？確かにそれも劣りません。
        
        では針の数はどうでしょうか？
        亜鉛メッキを使用すると、電解液を排出して補充するだけで十分です。また、密度、一般的には電解質の品質、放出されたガスなど、あらゆる種類の測定が行われます。なぜなら、化学はその時点で保証された結果をもたらすわけではないからです。
        
        ここでは、一度に大量の針を磁化する必要はありませんが、時々磁化する必要があります。
        
        そして、電気泳動は純粋な物理学であり、常に分散させたいパラメータはそれほど多くありません。
        そうですね、銅器時代には電気泳動が必要でした。鉄はコンパスの針にのみ必要でした。
        
        何かに金メッキが必要な場合は、電気メッキが必要です。
        しかし、針に加えてこめかみにも効果が必要な場合は、電気泳動が最適です。あるいはヴァン・デ・グラーフでさえ、彼の退院はさらに分岐しています。 🙂
        これは、電気泳動からファンデグラフに電圧が印加される場合に特にうまく機能します (実際、ファンデグラフは乗算器として発明されました)。
        
        まず、針を磁化するのに必要なエネルギーを計算し、それを静電発電機が供給するエネルギーと比較します。
        
        1000 ピコファラッドはライデン瓶の標準容量です。
        コンデンサー小屋の資金はどこから来るのでしょうか？
        静電発電機は高電圧を生成するように設計されています。高電圧 - 他の絶縁体材料は電圧に耐えられないか、騎士の城と同じくらいのコストがかかります。
        開放速度が 50 ミリ秒未満、電圧が 1 kV を超える機械式ブレーカー? 1 アンペアを超える電流が流れてアークが消える場合は? それを見たい。
        過去 1 世紀にわたる機械的ソリューションは、実際に「カートと小型カート」によって提供されてきました。しかし、どれもうまくいきませんでした...
        
        私は、ライデン瓶は必要なく、特にガラス製のエアコンが必要であると規定しました（オプションを探す必要がありますが、セラミックの何が問題なのかはわかりません）。
        同時に、それがヴァン・デ・グラーフであろうとエレクトロフォラスであろうと関係ありません - コンデンサーが必要です。これらがなければ、単なる火花を散らすおもちゃに過ぎません。
        
        また、機械的な切断をいじることもできます。ここでの問題は、周波数ができるだけ低くなるように発振回路のパラメータを選択することです。そうすれば、切断器がスイッチに変わることができます。
        しかし、機械的な解決策は別の場合に当てはまり、より工業的な方法を使用してコンパスを作成することに成功しました。
        
        マイカコンデンサはどうでしょうか？山中で採掘されたものです。
        
        はい、それは可能な選択肢です。
        電気的品質、いつ、どこで、どれだけ採掘されたかを調べる必要があります。
        
        彼らはこう書いています。
        
        「高い絶縁品質（高い漏れ抵抗、高周波での低損失）により、マイカ・コンデンサをほぼすべての無線回路で非常に高い周波数まで使用することが可能になります。マイカコンデンサの絶縁の漏れ抵抗は約 10^10 オーム、つまり紙コンデンサの漏れ抵抗よりも 1 桁高いですが、幾何学的寸法マイカコンデンサは、同じ静電容量の紙コンデンサよりもはるかに大きくなります。
        裏地は鉛錫箔または銀で構成されています。」
        
        そして、デポジットについては、次のようになります。多額の預金白雲母 - コラ地方、シベリア、インド、ブラジル、カナダ、米国。
        
        「ソ連のヨーロッパ地域の北西部では、古代から雲母の貿易が行われていました。この鉱床は 15 世紀に知られていました。」
        
        一般的に、マイカは、興味深い資料被害者の視点から。
        
        「最も価値のあるシートマイカは、絶縁体、コンデンサー、加減抵抗器、電話、磁気発電機などの電気産業で主に使用されています。電灯、石油ストーブ、マイカガラスなどに。プレートのサイズ、透明度、色の均一性に応じて、いくつかの種類のシートマイカが異なります。
        
        廃棄物を粉砕して得られる雲母粉（スクラップ）は、耐火物製造に使用されます。建材（屋根用フェルト）、壁紙、筆記用紙、耐火塗料、各種セラミックス製品、自動車タイヤ、火薬用（吸着剤として）、潤滑剤など。
        
        そうそう、電子管の金具を固定するのにも使われていました。

「アルミニウム以前」の時代に最も一般的な箔は TIN でした。問題はありません。木製のボールをグラファイトまたは金属粉末（ブロンズ）で単純に「ペイント」することもできます。はい、高抵抗です。そして何？流れは小さいです。

VDG 発電機の最新の「テープ」は、誘電体セパレーターを備えた金属リンクで作られています。

ちなみに紙テープを試してみました。「デスクトップ」デバイスの場合は、フルハイトになります。

ローラーの「磨耗」は？まあ、数メートルの高さの集合体を作成した場合は、おそらくそうかもしれませんが、小さな集合体がバラバラになったとしても、それは「摩耗」によるものではありません。いずれにせよ、木製の糸巻きが「磨耗」した覚えはありません。建設用釘が軸の役割を果たしました:)
さらに。デバイスが生成できる電圧は次の要素のみに依存します。直線サイズ発生器
長さ 1 メートルの木製の円盤と、長さ 1 メートルの「コンベア」、どちらが簡単ですか? そして、どこで軸重が少なくなるでしょうか？
でも改めてメモしておきます。機械的な問題は、本当に大型のユニットでのみ発生します。

電気泳動装置 - 直径 1 メートルの 2 つのディスクは、高さ 1 メートルと直径数センチメートルの 2 つのローラーを備えた VDG に相当します。
5センチローラーよりもメーターディスクの方が作りやすいのは言うまでもありません。

VDGには問題があります。電流 (電荷転送速度) は素子の移動の線速度に比例するため、VDG には高速が必要です。それは本当です。

最後に、VDG を「乗算器」として本当に使用したい場合は、2 つの VDG を並べて配置します。これは「乗数」ではありません:)

あなたの説明から、古代においてファン・デ・グラーフを作ることは私が思っていたよりもさらに困難だったことがわかります。
そして、あなたが何からテープを作るのかわかりませんでした。金属リンクの使用を提案しないでください。彼らはまったくそれをしないか、100 ～ 120 個の電気泳動を必要とするお金でそれを行うかのどちらかです。こちらはメーターディスク付きのものです。ところで、テープがリンクでできている場合、誘電体セパレーターは何でできているのでしょうか?

また、ローラーの磨耗 (よくお読みください) はシャフトの磨耗であり、ローラーがぶら下がったり、ベルトが滑ったりします。

紙ってすごいですね。残るは製紙施設の建設だけだ。それとも危険を冒してパピルスでリボンを作るつもりですか？ 😀

いいえ、ファン・デ・グラーフには彼自身の利点があります - 緊張感がより大きいです。
本当にこのプラスが必要なのでしょうか？
- 詩人の魂はそれに耐えられなかった... 介入することにしました... プリポンが吸い出されるのを見るのはただ残念です…。まあ、指があってもいいでしょう））））
  クラズ、もしあなたが最初から一方が他方よりも優れていると決めたのなら、神があなたの判断者となるでしょう...
  
  1 球体を作成する場合 - エンボス加工 (これは歴史的な方法を使用する場合) を検討するか、オプションとして旋盤で描画することもできます...
  2 信じてください、誘電体は非常に一般的です）））革、骨...木...など。
  ローラーの摩耗用の3、張力を変更するための簡単な装置、ラード入りオイルシール））））同じ工場が何年も働いています）））、誰も他の潤滑剤をキャンセルしていません...
  - 私には、これらのどれが電気泳動よりも簡単なのか理解できませんでした。 😀
    
    読んでいない人のためにもう一度言いますが、この記事はこれが不可能であるという事実についてのものではありません。
    記事によれば、電気泳動よりもはるかに複雑で高価になるという。そしてその何倍も信頼性がありません。
    そして、これはまさにこの記事で説明していることです。
    
    とはいえ、もしあなたが「複雑でもいいのに、なぜシンプルでなければならないのか」という考えを持ち、植木鉢でジャガイモを育てたり、スクーターに乗って縁石に沿って厳密に作業したりする人なら、私は無力です。 😀
    
    追伸スキンボーンウッドはそのようなストレスには適さないのではないかと思います。そして、エレクトロフォアに対するファンデグラーフの唯一の利点は、電圧がさらに高いことです。
    - だからわかりません、許してください、私はこんな感じです））））
      何が難しいのでしょうか？？？何がそんなに高価ですか？電気泳動 (特に大型のもの) より簡単なものは何ですか?
      
      PS まあ、私はこれすべてが役に立たないというまさにその考えを省略しているだけです））））、許してください、古代や中世に囚われている人は、まず第一に孤独であると今でも思います。彼は過度の注目を集めるべきではありません...これは彼にとって悪い結果になります))) ) したがって、受信者 (頭/記録内) のテクノロジーは 1 人で実装できるように設計される必要があります (受信者が 1 人の場合)…
      - しかし、それを何に使用するかは問題であり、ここでの答えは被害者自身の性格にのみあります。彼には演技力があるので、宗派を作ろうと考えることはできますが、そうでなければただの磁石になってしまいます。

ハハハッハッハ！したがって、高速では問題が発生し、ベアリングとオーバードライブトランスミッションの複雑さがすべての利点を打ち消してしまいます。

しかし、電気泳動装置も複雑すぎて、微妙な機構がたくさんあり、うまく拡張できていないと私は今でも思っています。たとえば、アームストロング氏の蒸気静電機械（冷却によって生じる水滴と蒸気の混合物が水冷ノズルから吹き出され、離れたプレートに衝突する）は、はるかに強力で効率的であり、エンジンは必要ありません。必要なし高圧、銅板から大釜をリベットで留めることができます。機械構造に比べて非常に高い出力を実現します。

「工業用」発電機を作る場合は、ベアリングや張力システムなどすべてが必要になります...しかし、それが「儀式用」サンプルまたは展示用の場合は...
私の発電機は、紙管、釘 2 本、糸のスプール 2 本、紙テープで作られていました。
さらに、1 つの釘は固定されており、その上でコイルが回転していましたが、もう 1 つは可動軸を備えており、紙の穴に直接回転しました :) 合計数時間の作業の後、何も崩れませんでした。

ところで、ロス、考えてくれてありがとう。革ベルトがとてもオシャレですね。 R.ウッドは「ジェネレーター」に革ベルトを付けていました。
- ちなみにDCモーターはワニス線でできています。ワイヤーのみ。その秘密は、断熱材を部分的に剥がすことです。
  - しかし、ワイヤーワニスの場合はそれが問題です。
    これは間違いなく当たり外れのあるテクノロジであるため、説明する必要があります。

追加。金属球は持っていませんでした。電球をホイルで包むのを忘れたので（10～11歳のとき）、上部の電極がワイヤーのように横と下に突き出ていました。そこから、発電機が動作しているとき、放電が常に下部電極に向かってカサカサ音を立てていました。

なぜヴァン・デ・グラーフなのか？それとも電動フォーク？
結局のところ、高額料金を得る方法は他にもいくつかあります。たとえばあります蒸気機関静電気が発生し、100万ボルトを超えることはありません。より正確に言えば、蒸気が逃げるボイラーに過ぎません。大気中から電荷を受け取ることが可能です。

コンドル瓶とライデン瓶について...なんてナンセンスでしょう、皆さん。金箔だけが良いと言うのですか？しかし、ブリキからシートを延ばすことはできません。鉛からはどうですか？バカじゃないよ、みんな！
聖書とユダヤ教の律法には、契約の箱とそれに起こった出来事についての記述があります。典型的なコンデンサであることがわかりました。そしてイスラエルの乾燥した気候の中で、文字通り致死罪にまで容易に起訴された。絹で覆われていました。そして壁には金のプレートが並べられていました。全部木なんです。そしてそれはうまくいきました。
高すぎるガラスについて。くそー、私のスリッパには言わないでください。ヴェネチアングラスは何が必要ですか？その電気的な目的のために最も単純なガラスを自分で作ることができます。砂とソーダ。確かに水に溶けやすいのですが、水の入った容器や絶縁体などに使います。

ああ、ああ、数年前にateism.ruフォーラムに登場した壮大なキャラクターに気づきました。そういう人物がいた（あるいは今もいるのかはわかりませんが）。彼はアークコンデンサーのことや、高電圧下で作業するためのスーツのような、金糸で縫い付けられた司祭の祭服について話し続けました。フリークはそのようなフリークです。

ちなみに、ヌビア人を単純なロバと少年監督に置き換えるのが簡単でより確実です。
ライデン瓶は普通のものから作ることができます土鍋。粘土を焼くと優れた断熱材になります。
ワイヤーは必要になると作るのが難しいですが、丸ワイヤーが必要だと誰が言ったのでしょう？同じリードの長いストリップを延ばすだけです。
🙂

私は無神論には興味がなかったので、他人の功績を私に帰さないでください。
🙂
契約の箱がコンドルになるために特別に作られたと言っているわけではありません。そのようになりました。両側が金属（この場合は金）で覆われた木製の壁は、意図的または不本意にコンデンサを形成します。つまり、エジプトの乾燥した気候では、この方法で行うことができます。上のどこかに、エジプト王国のある時代についての言及がありました。
そして司祭の祭服については…彼らの足がどこから来たのか分かりません。しかし、ヴィマナなどに関するインドの論文では。ルクマ・ヴィマナのパイロット用のスーツの特別な扱いについての言及があります（またはそのようなもの）。また、それは化学防護のために衣類を処理することを思い出させるとも思いました。「民間防衛」にはそういう点があった。化学攻撃に備えて自分の衣服を準備する方法。そのとき、インドの翻訳者による処理について読みました。静電気防止剤の「リノール」のようなものかと思いました。これは、デバイスが非常に高い電圧を使用したことを示唆しています。おそらくそれは「リフター」の類似物でしょうか？ YouTube にはそれらに関するビデオがたくさんあります。

アークがコンデンサーとして機能するためには、第一にプレートを短絡させてはならず、第二に両方を引き出す必要があることを思い出してください。両方の点はほぼ相互に排他的であるため、両方の点が偶然に観察されるのではないかと私はなんとなく疑っています。

私に当てさせてください。最近「フューチャーメモリーズ」を見ましたか？

なるほど、非常に似ているということですね。一般にフリークは皆似たようなものだ。

私が理解する限りでは。内張りが閉まらなかった。そして結論が出ました。実はこの問題には「神話破壊者」の一団が関与していた。トーラーの記述に従ってコピーを作成しました。そして肯定的な結果が得られました - 箱舟は本当にコンドルであることが判明しました。これは、ポーターが殺され、他の数人が殴られたという古い記録を裏付けています。

ヴァンデグラーフ発電機はさまざまな研究室で積極的に使用されており、工業博物館や電気の実験が行われるすべての場所でも見ることができます。この装置は数千ボルトの静電気を発生させることができます。
この発電機は、1931 年にこの興味深い機械を作成したオランダの物理学者 R. J. ヴァンデグラーフに敬意を表してこの名前が付けられました。現在、このような装置は学校の物理の授業で積極的に実演されており、電気泳動装置と呼ばれています。この記事では、スクラップ材料から自分の手でそのようなジェネレーターの小さなコピーを作成する方法について説明します。

手作りの材料と道具：

- 小さな爪。
- 空のアルミニウム飲料缶;
- リングゴムバンド（幅約0.5cm、直径8〜10cm）。
- 小型電気モーター（おもちゃ、ヘアドライヤーなどから）;
- ガラスヒューズ (サイズ 5x20 mm);
- 「ワニクリップ」（クリップ）;
- バッテリークランプ。
- 紙コップまたはポリスチレンカップ;
- プラスチック接着剤のチューブまたはホットグルーガン;
- 銅線2本。
- 配管2本塩ビ管直径3/4インチ。
- 3/4 インチ PVC カップリング;
- 配管ティー 3/4 インチ。
- 木製スタンドそしてイソネット。

発電機の組み立てプロセス:

第一歩。発電機ハウジングの組み立て
発電機本体はPVCパイプで構成されており、ベースとして木製のスタンドが使用されています。まず、ベースを取り、それにピースを接着する必要がありますプラスチックパイプ長さは5〜7cm（使用されるパイプの直径は3/4インチ）。次に、PVC 配管ティーをこのパイプに置きます。この設計のおかげで、ゴムバンドを交換したり、内部でその他の作業を行う必要がある場合に、デバイスを簡単に分解できます。

これで、エンジンをティー穴に挿入して水平に設置できます。モーターの直径が小さすぎることが判明した場合は、電気テープで巻き付ける必要があり、ある程度の力で T 型本体に取り付ける必要があります。モーターシャフトがゴムバンドと相互作用するためには、その上にチューブを置く必要があります。ヘリウムペンのアンプル、または最も良いのは、テープへの優れた接着力を提供するワイヤーの柔らかいゴム製ケースで十分です。

モーターを取り付けた後、ドリルを使用してモーターシャフトの反対側に小さな穴を開ける必要があります。次に、そこにピースを挿入する必要がありますより線、端がほつれています。テープから帯電を除去します。ワイヤーはホットグルーまたはテープを使用して固定できます。あとはモーターシャフトに輪ゴムをかけて、もう一方の端を上部から引き抜くだけです。この後、次のステージに進むことができます。

ステップ2。 2番目の軸を作る
次に、別のPVCパイプを取り、そこから5〜7センチメートルの部分を切り取る必要があります。それはティーの上部に挿入されます。このパイプ部分の長さは、ゴムがきつすぎないような長さでなければなりません。そうしないと、回転できなくなります。ただし、テープがあまりたるまないようにしてください。一定の長さに達したら、ゴムを釘で上部に一時的に固定します。

次に、ポリスチレンカップの底に3/4インチの穴を開ける必要があります。ガラスは底を上にしてチューブの上に置かれ、パイプはしっかりとそれにフィットする必要があります。するために必要です最終段階アルミ缶を取り付けます。

カップを取り付けた後、パイプの上部に 3 つの穴を開ける必要があります。 2 番目のシャフトを挿入するには 2 つが必要で、接触を確立するには 3 つ目が必要です。釘をシャフトとして使用し、その上にガラス管を置きます。回転時の摩擦が最小です。著者はガラスヒューズからそのようなチューブを作りました。金属キャップを取り外すには、まずはんだごてで加熱し、次にペンチで慎重に引き抜きます。

さて、残っているのは 2 番目のブラシを接続することだけです。最初のケースと同様に、ワイヤ上の毛をまっすぐにし、テープからブラシの位置にあることを確認する必要があります。最小距離、しかし彼女には触れませんでした。ワイヤーはテープや接着剤で固定します。

繰り返しになりますが、システムを分解しやすくするために、プラスチック製のパイプカップリングを使用して上部を取り外し可能にすることができます。これを行う方法は写真で見ることができます。

ステップ 3。最終組立工程
この段階で、構造は完全に組み立てられます。まずカップを固定する必要があります。これにはホットグルーまたはプラスチック用の特別な接着剤を使用できます。

この後、アルミ缶を取り付けることができます。これを行うには、カップの直径に一致する穴を上部に切る必要があります。瓶がしっかりとはまるはずです。

この缶は角が丸いため、「コロナ放電」が最小限に抑えられ、高電圧での作業に優れています。また、上部のブラシからワイヤーの自由端を缶の内側に通すことも忘れないでください。

さて、残っているのはシステムを電源に接続することだけです。電源には、バッテリーまたは適切な電圧の他の電源を使用できます。設計が正しく組み立てられていれば、紙片が瓶に引き寄せられ、電流の放電がわずかなチクチクする感覚として触れるはずです。これらの現象が観察されない場合は、どこかで間違いが発生した可能性があります。別のゴムバンドを使用して、ゴムバンド間の接触ギャップを確認してください。

陽子と高エネルギーイオン。粒子の加速は、静電場または電磁場との相互作用によって発生します。医学では、荷電粒子加速器は放射線治療や放射線生物学の研究に使用されます。加速方法に応じて、荷電粒子の加速器は静電型 (たとえば、ヴァンデグラフ発電機)、線形共鳴型、誘導型 (ベータトロンを参照)、およびサイクリック型 (サイクロトロン) に分類されます。

ヴァンデグラフ静電発電機では、中空の導電性球の表面に電荷を蓄積することによって高電圧が生成され、移動するエンドレスベルトを使用する発電機から電荷が供給されます。荷電粒子の加速は真空管内で起こります。

発電機をデモンストレーションするロバート・ヴァン・デ・グラーフ（1922年）

静電発生器 (Van de Graaff) - 荷電粒子加速器。これは、高電圧源 (静電発生器自体) と加速管で構成されます。このようなインスタレーションの最初の成功したデザインは、1929 年に R. J. ヴァンデグラーフによって提案されました。静電発電機の動作原理は次のとおりです。

発電機からの電荷は、誘電体の移動ベルトに印加されます。

このテープから、電荷はブラシのシステムによって中空の金属絶縁球の内面、つまり導体に転送されます（図）。したがって、十分に大きな電荷を球に転送することができ、その最大値は球から外部空間への放電の発生によって決定されます。球のサイズが大きくなるにつれて、電圧は増加します。現在、最小限の設置寸法で電圧を高めるために、静電発電機は、最大 20 気圧の圧力下で、電気強度の高いガス (窒素、フレオン、二酸化炭素) が入ったタンク内に設置されています。

静電発生器は、電子 (参照) と重粒子である陽子 (参照) の両方を加速するために使用できます。加速された粒子の最大エネルギーは10MeVに達します。静電発生器は、物理学、技術、医学の分野で広く応用されています。医学では、電子ビームを備えた静電発生器 (「電子放射線」を参照) が、電子が衝突したときに発生する硬制動放射線 (「電子放射線」を参照) の発生源として使用されます。高エネルギー重元素でできたターゲットに。荷電粒子加速器も参照してください。

ヴァン・デ・グラーフ静電発電機:
1 - 高電圧電極（導体）。
2 - イオン源または電子源。
3 - マルチセクション加速管;
4 - 断熱柱。
5 - 電子ビーム焦点ぼけシステム。
6 - 薄いアルミホイル。
7 - コンベヤー。
8および10 - 充電および取り外し可能なチップ。
9 - 「エンドレス」テープの移動。