Vad är en elektrostatisk generator?
En elektrostatisk generator är en anordning som genererar höga spänningar genom att gradvis ackumulera en laddning genom en låg effektström, som sedan kan lagras för senare användning. Dessa enheter konverterar mekanisk handling till en elektrisk laddning och producerar så kallad statisk elektricitet, som den som genereras när du husdrar en katt eller gnider en ballong på håret, men i mycket större mängder. Den första elektrostatiska generatoren tros ha uppfunnits av Otto von Guericke i slutet av 1600-talet.
Enheter av denna typ ingår i allmänhet i två kategorier: triboelektriska eller friktionsmaskiner och elektrostatiska induktionsmaskiner. Båda typerna av maskiner genererar samma typ av elektrisk ström men på olika sätt. Den första elektrostatiska generatorn var en friktionsmaskin, men senare förbättrade introduktionen av mer avancerade maskiner av typen elektrostatisk induktion.
Elektrostatiska generatorer av friktionstyp förlitar sig på den triboelektriska effekten, som är alstringen av en liten elektrisk ström när två material gnides mot varandra. Den första maskinen hade en roterande jordglob av svavel som samlade en elektrostatisk laddning genom att gnugga sin hand mot den när den vände. Senare forskning visade att andra material, som glas, också kunde användas.
Elektrostatiska induktionsmaskiner, även kallade påverkningsmaskiner, fungerar enligt principen om laddning genom induktion. Genom denna process kan ett laddat objekt förmedla en motsatt laddning till ett annat objekt helt enkelt genom att placeras nära det andra objektet. Denna process är kopplad till någon typ av mekanisk drift, som en roterande skiva av glas, för att kontinuerligt lägga till laddning till lagringsobjektet.
En Van de Graff-generator är en avancerad elektrostatisk generator av induktionstypen. Några av de största elektrostatiska generatormaskinerna kan producera laddningar på upp till 10 miljoner volt. Först introducerades av forskare vid MIT 1929, denna typ av elektrostatisk generator är den mest kända, efter att ha dykt upp i många filmer och TV-program som en populär komponent i "galna forskare" laboratorier. Dessa enheter har emellertid stort legitimt vetenskapligt värde.
Maskiner som Van de Graff-generator och andra elektrostatiska generatorer är vanliga i inställningar för undervisning och demonstration, som fysiklabor eller museer. De används ofta för att demonstrera egenskaperna hos statisk elektricitet och fenomen som är förknippade med högspännings elektrisk ström. De har också funnit användningar i röntgenrör och andra medicinska tillämpningar samt inom fysikforskning, industri och livsmedelsbearbetning.