Co to jest generator elektrostatyczny?
Generator elektrostatyczny to urządzenie, które generuje wysokie napięcia poprzez stopniowe gromadzenie ładunku przez prąd o niskiej mocy, który następnie można przechowywać do późniejszego użycia. Urządzenia te przekształcają działanie mechaniczne w ładunek elektryczny, wytwarzając tak zwaną elektryczność statyczną, taką wytwarzaną, gdy głasujesz kota lub pocierać balon na włosy, ale w znacznie większych ilościach. Uważa się, że pierwszy generator elektrostatyczny został wynaleziony przez Otto von Guickee pod koniec XVII wieku.
Urządzenia tego typu ogólnie dzielą się na dwie kategorie: maszyny tryboelektryczne lub tarcia i elektrostatyczne maszyny indukcyjne. Oba typy maszyny generują ten sam rodzaj prądu elektrycznego, ale na różne sposoby. Pierwszym generatorem elektrostatycznym była maszyna do tarcia, ale późniejsze ulepszenia wprowadziły bardziej zaawansowane maszyny typu indukcji elektrostatycznej.
Generatory elektrostatyczne typu tarcia polegają na efekcie tryboelektrycznym, który jest generowaniem smalL Prąd elektryczny, gdy dwa materiały są ocierane o siebie. Pierwsza maszyna miała obracającą się kulę siarki, która zgromadziła ładunek elektrostatyczny, pocierając się o nią dłoń. Późniejsze badania wykazały, że można również zastosować inne materiały, takie jak szkło.
Maszyny indukcyjne elektrostatyczne, zwane również maszynami wpływowymi, działają na zasadzie ładunku przez indukcję. Poprzez ten proces naładowany obiekt może przekazać przeciwny ładunek innym obiektowi, po prostu umieszczonym w pobliżu drugiego obiektu. Proces ten jest połączony z pewnym rodzajem operacji mechanicznej, takich jak obracający się dysk szkła, aby nieustannie dodawać ładunek do obiektu magazynowego.
Generator Van de Graff jest zaawansowanym generatorem elektrostatycznym typu indukcyjnego. Niektóre z największych maszyn generatorów elektrostatycznych mogą wytwarzać opłaty do 10 milionów woltów. Po raz pierwszy wprowadzony przez naukowcówW MIT w 1929 r. Ten rodzaj generatora elektrostatycznego jest najbardziej znany, który pojawił się w wielu filmach i programach telewizyjnych jako popularny element w laboratoriach „szalonego naukowca”. Urządzenia te mają jednak wielką uzasadnioną wartość naukową.
Maszyny takie jak generator Van de Graff i inne generatory elektrostatyczne są powszechne w ustawieniach nauczania i demonstracji, takich jak laboratoria fizyki lub muzea. Są one powszechnie stosowane do wykazania właściwości statycznej energii elektrycznej i zjawisk związanych z prądem elektrycznym o wysokim napięciu. Znaleźli także zastosowania w rurkach rentgenowskich i innych zastosowaniach medycznych, a także w badaniach fizyki, przetwarzaniu przemysłu i żywności.