Che cos'è un generatore elettrostatico?

Un generatore elettrostatico è un dispositivo che genera alte tensioni accumulando gradualmente una carica attraverso una corrente a bassa potenza, che può quindi essere immagazzinata per un uso successivo. Questi dispositivi convertono l'azione meccanica in una carica elettrica, producendo quella che è nota come elettricità statica, come quella generata quando si accarezza un gatto o si sfrega un palloncino sui capelli, ma in quantità molto maggiori. Si ritiene che il primo generatore elettrostatico sia stato inventato da Otto von Guericke alla fine del 17 ° secolo.

I dispositivi di questo tipo rientrano generalmente in due categorie: macchine triboelettriche o ad attrito e macchine ad induzione elettrostatica. Entrambi i tipi di macchina generano lo stesso tipo di corrente elettrica ma in modi diversi. Il primo generatore elettrostatico era una macchina ad attrito, ma i miglioramenti successivi introdussero macchine più avanzate del tipo a induzione elettrostatica.

I generatori elettrostatici di tipo a frizione si basano sull'effetto triboelettrico, che è la generazione di una piccola corrente elettrica quando due materiali vengono sfregati l'uno contro l'altro. La prima macchina aveva un globo rotante di zolfo che accumulava una carica elettrostatica sfregando una mano contro di essa mentre si voltava. Ricerche successive hanno dimostrato che potevano essere usati anche altri materiali, come il vetro.

Le macchine a induzione elettrostatica, chiamate anche macchine a influenza, operano secondo il principio della carica per induzione. Attraverso questo processo, un oggetto caricato può impartire una carica opposta a un altro oggetto semplicemente posizionandosi vicino al secondo oggetto. Questo processo è associato a un qualche tipo di operazione meccanica, come un disco di vetro rotante, per aggiungere continuamente carica all'oggetto di archiviazione.

Un generatore Van de Graff è un generatore elettrostatico avanzato del tipo a induzione. Alcune delle più grandi macchine con generatore elettrostatico possono produrre cariche fino a 10 milioni di volt. Introdotto per la prima volta dai ricercatori del MIT nel 1929, questo tipo di generatore elettrostatico è il più noto, essendo apparso in molti film e programmi televisivi come componente popolare nei laboratori di "scienziato pazzo". Questi dispositivi hanno tuttavia un grande valore scientifico legittimo.

Macchine come il generatore Van de Graff e altri generatori elettrostatici sono comuni nelle impostazioni di insegnamento e dimostrazione, come i laboratori di fisica o i musei. Sono comunemente usati per dimostrare le proprietà dell'elettricità statica e dei fenomeni associati alla corrente elettrica ad alta tensione. Hanno anche trovato impiego in tubi a raggi X e altre applicazioni mediche, nonché nella ricerca fisica, nell'industria e nella lavorazione degli alimenti.