Co je elektrostatický generátor?

Elektrostatický generátor je zařízení, které generuje vysoké napětí postupnou akumulací náboje nízkoenergetickým proudem, které pak může být uloženo pro pozdější použití. Tato zařízení převádějí mechanickou akci na elektrický náboj a vytvářejí takzvanou statickou elektřinu, jako je ta, která se generuje, když zvířete kočku nebo si třete balónkem na vlasy, ale v mnohem větším množství. Předpokládá se, že první elektrostatický generátor vynalezl Otto von Guericke na konci 17. století.

Zařízení tohoto typu obecně spadají do dvou kategorií: triboelektrické nebo třecí stroje a elektrostatické indukční stroje. Oba typy strojů generují stejný typ elektrického proudu, ale různými způsoby. Prvním elektrostatickým generátorem byl třecí stroj, ale pozdější vylepšení představila pokročilejší stroje elektrostatického indukčního typu.

Elektrostatické generátory třecího typu se spoléhají na triboelektrický jev, kterým je generování malého elektrického proudu, když jsou dva materiály otírány proti sobě. První stroj měl rotující kouli síry, která nashromáždila elektrostatický náboj tím, že si otáčela ruku o něj, když se otáčela. Pozdější výzkum ukázal, že lze použít i jiné materiály, jako je sklo.

Elektrostatické indukční stroje, také nazývané vlivové stroje, pracují na principu náboje indukcí. Prostřednictvím tohoto procesu může nabitý objekt udělit opačný náboj jinému objektu jednoduše umístěním blízko druhého objektu. Tento proces je spojen s určitým typem mechanické operace, jako je rotující disk ze skla, aby se nepřetržitě přidával náboj k úložnému objektu.

Generátor Van de Graff je pokročilý elektrostatický generátor indukčního typu. Některé z největších elektrostatických generátorů mohou produkovat až 10 milionů voltů. Tento typ elektrostatického generátoru, který vědci poprvé představili na MIT v roce 1929, je nejznámější, protože se objevil v mnoha filmech a televizních pořadech jako populární součást laboratoří „šílených vědců“. Tato zařízení však mají velkou legitimní vědeckou hodnotu.

Stroje jako Van de Graffovy generátory a další elektrostatické generátory jsou běžné ve výuce a demonstracích, jako jsou fyzikální laboratoře nebo muzea. Obvykle se používají k prokázání vlastností statické elektřiny a jevů souvisejících s vysokonapěťovým elektrickým proudem. Nalezli také použití v rentgenových zkumavkách a dalších lékařských aplikacích, jakož i ve fyzickém výzkumu, průmyslu a zpracování potravin.