Генератор ван де граафа своими руками: просто и быстро даже для новичков

[править] История

Состав 1969 года. Слева направо: Гай Эванс, Хью Бентон (вверху), Питер Хэммилл (внизу), Кит Эллис

(англVan de Graaff Generator) — машины, которая аккумулирует электрический заряд на поверхности металлического шара. В 1969 году был выпущен дебютный сингл группы «The People You Were Going To», после чего со-основатель Van der Graaf Generator Крис Джадж Смит заявил о своём уходе. С тех пор бессменным лидером группы стал Питер Хэммилл, к которому присоединились Кит Эллис (бас-гитара), Хью Бентон (клавишные) и Гай Эванс (ударные). Дебютный альбом группы —The Aerosol Grey Machine — вышел в том же 1969 году. Хотя стилистически работа сильно отличается от последующих записей группы, на пластинке уже начал формироваться мрачный готический стиль, ставший визитной карточкой Питера Хэммилла. Вскоре коллектив подписал контракт с Charisma Records, став одной из первых групп недавно открывшегося лейбла.

Van der Graaf Generator исполняют эпическую композицию «A Plague of Lighthouse Keepers» на бельгийском телевидении. 1972 год.

, на котором впервые сложился классический стиль группы с более длинными композициями и четким влиянием джаза и классики. Сразу же музыканты переходят к записи третьего альбома. Поттер вышел из состава группы, и все басовые партии на нем исполнял Бентон на органе Хаммонда. В записи участвовал также гитарист King Crimson Роберт Фрипп. Альбом вышел в том же 1970 году под названиемH to He, Who Am the Only One .

, с которым к группе пришла популярность в Италии, где пластинка 12 недель занимал первое место в чартах. Само названиеPawn Hearts появилось по случайности, в результате оговорки саксофониста Дэвид Джексона во фразе «партия рожка» (англ. horn parts). Сохранившиеся незавершённые материалы того, что должно было стать вторым диском, стали доступны на переизданиях альбомовH to He… иPawn Hearts в 2005 году.

В 1970—1972 годах группа активно гастролирует, но финансовые трудности в конце концов заставляют музыкантов приостановить совместную работу. Питер Хэммилл издает несколько сольных альбомов, в записи которых принимают активное участие остальные музыканты группы. Выполненные в схожей с музыкой Van der Graaf Generator стилистике, многими поклонниками, а также самим Хэммиллом они рассматриваются как своеобразное продолжение Van der Graaf Generator. Песни с сольных альбомов также вошли в концертный репертуар группы.

Классический состав Van der Graaf Generator в 1975 году. Слева направо: Гай Эванс, Хью Бентон, Питер Хэммилл и Дэвид Джексон.

В 1975 году Хэммилл, Джексон, Бентон и Эванс вновь формируют постоянный состав Van der Graaf Generator. Питер Хэммилл сольно издаёт пластинку Nadir’s Big Chance

, записанную в полном групповом составе, которая и должна была стать пятым альбомом Van der Graaf Generator. От предыдущих пластинок Хэммиилла и группы она отличается упрощённой формой композиций и тяжёлым панковым саундом ряда треков. В последующие 12 месяцев с июня 1975 года музыканты записывают три диска, выполненных более традиционном стиле, и изданных уже под групповым именем:Godbluff (1975),Still Life (1976) иWorld Record (1976).

По окончанию работы над World Record из состава группы выходят Бентон и Джексон, возвращается Поттер, также к группе присоединяется Грэм Смит (скрипка). Этот состав, под названием Van der Graaf, просуществовал 2 года, дав ряд концертов, издав студийную запись The Quite Zone / The Pleasure Dome

и концертныйVital , после чего распался.

В 1982 году издан сборник репетиционных и демо-записей прошлых лет Time Vaults

, позднее — ряд компиляцией из альбомов группы. Хэммилл продолжает сольную студийную и концертную деятельность. Классический состав Van der Graaf Generator (Хэммилл-Бентон-Джексон-Эванс) время от времени появлялся на концертах Хэммилла, чтобы выполнить старые песни — в 1991, 1996 и 2003 годах. В 2005 году Хэммилл объявил, что группа собирается воссоединиться и выпустить новый альбом.

Использование

В первом случае они используются для проведения ядерных реакций и для ввода частиц в ускорители. Такие установки есть в большинстве ядерных лабораторий, в которых исследователи имеют дело с частицами малых и средних энергий. В таких ускорителях под воздействием создаваемого генератором напряжения происходит формирование и ускорение пучков частиц. Во втором случае генераторы применяются для лучевой терапии и исследований. При этом пучки частиц ударяются в мишень и создают жесткое излучение.

Кроме того, такие генераторы могут быть использованы в качестве учебных пособий для демонстрации явлений электростатики, а также для исследования грозовых разрядов и ударов молнии.

Электростатический генератор своими руками | 2 Схемы

Принцип работы генератора статического электричества (ещё их называют электрофорные машины) заключается в том, что диски вращаются относительно друг друга в противоположные стороны и создают положительные и отрицательные заряды. При вращении дисков по мере накопления зарядов происходит разряд — молния между электродами.

Как это работает — теория

Вращение дисков с металлическими секторами приводит к переносу электрического заряда внутри машины, который хранится в конденсаторах до момента возникновения искры или заряда утечки.

Нейтрализатор делает следующее: он перетаскивает заряд с одной половинки диска на другую и диск оказывается не просто заряжен, а заряжен избирательно — не по всей плоскости.

Другими словами, диск собирает заряды из воздуха, а нейтрализаторы их перераспределяют. Заряд снимается щеткой, движется по проводнику к противоположной щетке и в тот момент когда напротив сегмента появится сегмент второго диска — перескакивает на него.

Далее этот сегмент подходит к щетке второго нейтрализатора и процесс повторяется, но уже на другом диске. Таким образом происходит кругооборот зарядов между дисками в процессе которого воздух между сегментами ионизируется и разделяется. В результате накачки увеличивается напряжение, кроме того в машинке работает эффект раздвигания обкладок конденсатора, что также способствует увеличению напряжения.

Миниатюрное устройство по созданию таких безвредных молний (но не для микроэлектроники) легко сделать своими руками.

Данный электростатический генератор способен генерировать более 20000 Вольт, но малый ток делает его безопасным для использования без специальных мер предосторожности

Характеристики устройства

Высота: около 140 мм
Ширина: приблизительно 120 мм
Питание: 3 В 0,3 А
Статический заряд: 20 кВ
Диаметр диска: 120 мм

Руками тут ничего крутить не нужно (как это было в прототипе позапрошлого века) — всё делают 2 электромотора. достаточно нажать на кнопку включения и подождать некоторое время до накопления заряда на электродах.

Материалы и компоненты

Необходимо будет для монтажа: паяльник и припой, отвертка и плоскогубцы. Два мотора от старых CD плееров и всякая крепёжная мелочёвка.

Генератор работает от двух батареек АА и способен создавать разряды длинной 2 см. Самое сложное тут — 120 мм диски. Их нужно изготовить по такому принципу: взять два лазерных диска от CD или DVD. Сегменты приклеить из алюминиевого скотча (25 секторов). Приклеить диски к моторчикам. Сделать щетки из алюминиевых полосок.

Если всё сделать и настроить как надо, то искра достигнет размеров около 20 мм, а разряд будет пробивать каждые 0,5 сек.

2shemi.ru

Экскурс в историю

Конечно, электростатический генератор — не только игрушка для детей. Американский ученый создал свое изделие, проводя серьезные исследования в области атомной физики. Первый демонстрационный образец увидел мир в 1929 году, он имел небольшие размеры. Более внушительно выглядел трибогенератор, что был установлен на рельсах дирижаблей. В состав конструкции входили два столба, сверху на них прикрепили полые алюминиевые сферы диаметром 15 футов.

В 1931 и 1933 годах соорудили две установки, мощность которых достигала невероятных значений — до семи миллионов вольт, а первый образец — всего лишь 80 киловольт.

Каков принцип работы аппарата?

Электрофорная машина с момента ее изобретения (а это начало восемнадцатого века) пережила много изменений. Но основная идея осталась. Основой конструкции машины являются диски с наклеенными обкладками (металлическими полосами). Приложив определенную механическую силу с помощью ременной передачи, их можно вращать в разные стороны, противоположные друг другу. На обкладке одного диска возникает положительный заряд. Он притянет к себе другой заряд (отрицательный). Положительный уйдет через проводник со щетками (нейтрализатор), который касается противоположной обкладки. Поворачивая диски, получаем заряды, аналогичные исходным. Но они уже будут влиять на другие обкладки. Учитывая то, что диски вращаются в противоположные стороны, заряды стекаются к коллекторам. У такого демонстрационного аппарата, как электрофорная машина, принцип работы основан именно на этом моменте. На щетках обоих дисков, которые не касаются их поверхности и находятся по краям, заряды в какой-то момент становятся настолько огромными, что в воздушном пространстве возникает пробой, и проскакивает электрическая искра. Именно поэтому к коллекторам можно присоединять дополнительные конденсаторы разных емкостей, что придаст большую красоту эффекту возникновения разряда.

Принцип действия генератора

Внутри наблюдается вращение вертикальной диэлектрической бумажной ленты. Ролик, размещенный в верхней части, — диэлектрик, а тот, что находится снизу, — металлический и соединяется с землей. Щеточный электрод сферы отвечает за снятие и подачу заряда, что равномерно распределяется в ней. Рядом с нижним электродом происходит ионизация воздушных масс, полезные осядут на ленте, и верхняя часть начнет заряжаться.

Для получения высокой разницы потенциалов линейных ускорителей частиц (именно с этой целью и разработали подобный генератор) используют две сферы с неодинаковыми зарядами. В одной собираются положительные, а в другой — отрицательные. При определенной концентрации проскакивал электрический заряд. Именно его исследовали. Напряжение могло составят несколько миллионов вольт.

Популярные статьи Поделка изделие моделирование конструирование мышки-воришки повторишки бусины материал бросовый проволока пряжа

Ранее приспособления применялись при проведении ядерных исследований, ускорении частиц. После появления других способов решений указанных задач их применение существенно сократилось. В наше время такие генераторы служат для моделирования. Например, они помогают имитировать природные газовые разряды. Но ленты теперь заменили на цепи со пластиковыми и железными звеньями, размещенными поочередно.

Конструкция и принцип действия

Конструкция генератора бывает вертикальной и горизонтальной. Наиболее распространенной является установка с вертикальным расположением. В состав такого генератора входят:

бесконечная диэлектрическая резиновая или шелковая лента, двигающаяся со скоростью 20-40 м/c на 2-х вращающихся шкивах;
2 шкива. Нижний шкив выполнен из металла и вращается электродвигателем, а верхний шкив изготовлен из диэлектрика, например, акрилового стекла;
полый металлический электрод в виде полусферы, внутри которого находится верхний шкив. Этот электрод укреплен на изоляторе;
источник высокого напряжения.

Нижний шкив заземлен. На электрод, находящийся вблизи этого шкива, подается высокое напряжение. На небольшом расстоянии от верхнего и нижнего шкивов установлены электроды, выполненные в виде щетки или гребенки. Верхний электрод соединен с полой полусферой.

https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/generator-van-de-graafa/
https://www.syl.ru/article/467939/generator-van-de-graafa-svoimi-rukami-opisanie-i-printsip-rabotyi
https://fb.ru/article/237917/generator-van-de-graafa-ustroystvo-printsip-deystviya-i-primenenie
https://zewerok.ru/generator-van-de-graafa/

Как сделать электрофорную машину своими руками

Электрофорная машина работает как непрерывный источник электрической энергии. Этот прибор используют зачастую как вспомогательный для демонстраций различных электрических явлений и эффектов. Но какова его конструкция и особенности?

Немного из истории изобретения

Электрофорная машина разработана в далеком тысяча восемьсот шестьдесят пятом году Августом Теплером, немецким физиком. Что любопытно, совершенно независимо другой ученый-экспериментатор Вильгельм Гольц изобрел подобную конструкцию, но даже более совершенную, так как его аппарат позволял получить большие значения разностей потенциалов и мог служить источником постоянного тока. К тому же гольцевская машина была намного более простой в конструкции. В конце девятнадцатого века английский экспериментатор в области электричества и механики Джеймс Вимшурст усовершенствовал агрегат. И по сегодняшний день именно его вариант (пусть и чуть более современный) используется для демонстраций электродинамических опытов благодаря способности создавать огромную разность потенциалов между коллекторами. Электрофорная машина была улучшена уже в сороковых годах двадцатого века ученым по фамилии Иоффе, который разработал новый тип электростатических генераторов для осуществления питания рентгеновской установки. Хотя машину Вимшурста сейчас не используют для непосредственной задачи добычи электрической энергии, она является историческим экспонатом, который иллюстрирует историю развития инженерной мысли и научно-технического прогресса.

Конструкция электрофорной машины

Этот аппарат состоит из двух дисков, которые вращаются навстречу друг другу. Работа электрофорной машины как раз и заключается в осуществлении такого двойного обоюдного вращения. На дисках расположены токопроводящие изолированные друг от друга сегменты. С помощью обкладок сторон обоих дисков образовываются конденсаторы. Именно поэтому электрофорная машина иногда называется конденсаторной. На дисках расположены нейтрализаторы, которые отводят заряды от противоположных элементов дисков на землю с помощью щеток. Коллекторы находятся слева и справа. Именно на них поступают снятые гребенками с заднего и переднего дисков генерируемые сигналы.

Что такое банки Лейдена?

Во многих случаях заряды накапливаются на конденсаторах. Их называют банками Лейдена. После этого возможно воспроизведение намного более сильных разрядов и искр. Внутренние обкладки каждого конденсатора соединяются с кондукторами по отдельности. Щетки, которые касаются секторов дисков, объединены с внутренними обкладками банок Лейдена. Вся конструкция на сегодняшний день монтируется на пластмассовых стойках. Вместе с лейденовскими банками части машины закрепляются на подставке из дерева. Учитывая наглядность конструкции, электрофорная машина своими руками может быть сделана достаточно просто. Даже человек, который не имеет специального технического образования, может ее собрать и эксплуатировать в свое удовольствие.

[править] История

Состав 1969 года. Слева направо: Гай Эванс, Хью Бентон (вверху), Питер Хэммилл (внизу), Кит Эллис

В первый состав группы в 1967 году вошли студенты Манчестерского университета Питер Хэммилл (вокал, гитара), Ник Пирн (клавишные) и Крис Джадж Смит (ударные, духовые). Имя группы было взято по названию генератора Ван де Граафа (англ. Van de Graaff Generator) — машины, которая аккумулирует электрический заряд на поверхности металлического шара. В 1969 году был выпущен дебютный сингл группы «The People You Were Going To», после чего со-основатель Van der Graaf Generator Крис Джадж Смит заявил о своём уходе. С тех пор бессменным лидером группы стал Питер Хэммилл, к которому присоединились Кит Эллис (бас-гитара), Хью Бентон (клавишные) и Гай Эванс (ударные). Дебютный альбом группы — The Aerosol Grey Machine — вышел в том же 1969 году. Хотя стилистически работа сильно отличается от последующих записей группы, на пластинке уже начал формироваться мрачный готический стиль, ставший визитной карточкой Питера Хэммилла. Вскоре коллектив подписал контракт с Charisma Records, став одной из первых групп недавно открывшегося лейбла.

Van der Graaf Generator исполняют эпическую композицию «A Plague of Lighthouse Keepers» на бельгийском телевидении. 1972 год.

В 1970 году из группы уходит Кейт Элдис, на его место приходят Дэвид Джексон (саксофон) и Ник Поттер (бас-гитара). В этом составе группа выпускает второй диск — The Least We Can Do Is Weave to Each Other, на котором впервые сложился классический стиль группы с более длинными композициями и четким влиянием джаза и классики. Сразу же музыканты переходят к записи третьего альбома. Поттер вышел из состава группы, и все басовые партии на нем исполнял Бентон на органе Хаммонда. В записи участвовал также гитарист King Crimson Роберт Фрипп. Альбом вышел в том же 1970 году под названием H to He, Who Am the Only One.

В следующем 1971 году тот же состав музыкантов приступил к созданию двойного альбома, однако планам не суждено было сбыться. Законченные композиции составили выпущенный на одной пластинке альбом Pawn Hearts, с которым к группе пришла популярность в Италии, где пластинка 12 недель занимала первое место в чартах. Само название Pawn Hearts появилось по случайности, в результате оговорки саксофониста Дэвид Джексона во фразе «партия рожка» (англ. horn parts). Сохранившиеся незавершённые материалы того, что должно было стать вторым диском, стали доступны на переизданиях альбомов H to He… и Pawn Hearts в 2005 году.

В 1975 году Хэммилл, Джексон, Бентон и Эванс вновь формируют постоянный состав Van der Graaf Generator. Питер Хэммилл сольно издаёт пластинку Nadir’s Big Chance, записанную в полном групповом составе, которая и должна была стать пятым альбомом Van der Graaf Generator. От предыдущих пластинок Хэммиилла и группы она отличается упрощённой формой композиций и тяжёлым панковым саундом ряда треков. В последующие 12 месяцев с июня 1975 года музыканты записывают три диска, выполненных в более традиционном стиле, и изданных уже под групповым именем: Godbluff (1975), Still Life (1976) и World Record (1976).

В 1982 году издан сборник репетиционных и демо-записей прошлых лет Time Vaults, позднее — ряд компиляций из альбомов группы. Хэммилл продолжает сольную студийную и концертную деятельность. Классический состав Van der Graaf Generator (Хэммилл-Бентон-Джексон-Эванс) время от времени появлялся на концертах Хэммилла, чтобы исполнить старые песни — в 1991, 1996 и 2003 годах. В 2005 году Хэммилл объявил, что группа собирается воссоединиться и выпустить новый альбом.