Van de Graaff-Generator Hinweise, Vorführungen und Aktivitäten
Bauen Sie MOTOR MAGIC den Pop-Flasche Elektromotor von den Plänen anderen Stelle auf meinen Web-Seiten. Verwenden Sie Ihre VDG als Stromversorgung für den Motor. Wenn Sie eine Flasche des Motors Erde, auf einem Kunststoffisolator steht, berühren Sie die VDG Kugel und Punkt auf der anderen Flasche des Motors wird der Motor zu drehen beginnen. Es wird von dem geladenen Wind kommt aus der Fingerspitze mit Strom versorgt. Zunächst Finger ein paar Zoll von der Flasche halten, bis Sie die Demo zum Laufen zu bringen. Ich schaffte es langsam den Abstand zu dem Motor zu erhöhen, um den Motor Neuabstimmung jedes Mal für einen optimalen Betrieb Bürsten, bis ich an einem Motor zeigen könnte, die vier Meter entfernt war! Durch stattdessen eine Büroklammer mit Klebeband an die VDG Kugel mit und so gebogen, dass es am Motor zeigte, konnte ich die Flasche Motor von 10 Meter entfernt laufen! Dies war bei trockenem Wetter, wenn die VDG sehr gut funktionieren.
VDG VERSUS PC A VDG ist eine Konstantstromquelle. Während der normalen Betriebes gibt es ein großes E-Feld um das Gerät, aber es gibt auch einen Ladungsfluss zwischen der Kugel und Erde. Dieser Strom wird von geladener Luft zusammengesetzt, und während einige von ihm verwalteten an Masse zu bekommen, viel davon an Oberflächen angezogen, und viel davon reist weit über den Bereich unmittelbar um die Maschine herum. Wenn die Luftfeuchtigkeit niedrig ist, wird es aufbauen Oberflächen auf dem isolierenden, wo es große E-Felder und hohe Spannungen erzeugt. Mit anderen Worten, WIND ein ausführendes Van de Graaff SPEWS RECHNET, die alles im Zimmer Lade wandert um, einschließlich der Wände, Decken, Menschen etc. Die Fans auf dem PC wird die aufgeladene Luft in das Gehäuse saugen, wo sie elektrisieren Alle nichtmetallischen Oberflächen, verursachen große elektrostatische Felder und plötzliche Funken und im allgemeinen trash Schaltung links und rechts. Es neigt dazu, auch auf nicht geerdeten Kunststoffteilen wie Tastaturen zu sammeln. Es ist ratsam, mit einem Betriebs Computer VDG Demos im selben Raum zu vermeiden. Wenn dies nicht vermieden werden kann, halten Sie dann Ihre Demo kurz, die VDG halten so weit wie möglich von Ihrem Computer, Videorecorder usw. hält die VDG ausgeschaltet oder mit einer Erdungsklemme kurzgeschlossen, außer während der tatsächlichen Verwendung und vermeiden Tage mit extrem niedriger Luftfeuchtigkeit . Noch besser wäre es, tun, um eine Tesla-Spule Demo statt!
Schalten Sie VDG ohne Schmerzen machen Sie Ihren Van-de-Graaff-Maschine * auf * ist kein Problem, aber wie kann man das Metall Schalter berühren, um sie auszuschalten, ohne gezappt werden? Es gibt mehrere Methoden. Wenn Sie einen Metallgegenstand in der Hand, wie Autoschlüssel tragen, können Sie den Schalter mit dem Metallgegenstand berühren, halten Sie ihn dort, dann den Schalter mit den Fingern auszuschalten. Der schmerzhafte Funke trifft das Metall, nicht die Haut. Ein andere Art und Weise: Halten Sie auf einen geerdeten Draht, wenn Sie die Maschine auf, drehen und nie geht von Boden lassen. Alle Objekte in der Nähe eines VDG wird wegen der geladenen Wind durch die Metallkugel emittiert elektrisierte werden, aber wenn Sie einen Erdungsdraht berühren Sie, werden Sie bleiben neutral, und wird keinen Schock bekommen, wenn Sie den Schalter zu berühren. (Beachten Sie, dass es nicht einfach funktioniert die VDG Netzschalter erden, es SIE ist, die geerdet werden müssen.) Und in eine Prise, hilft es whack nur den Schalter mit der Handfläche. Sie werden immer noch zapped bekommen, aber es schadet weniger, wenn es nicht den Fingerspitzen ist, und wenn Sie es schnell tun.
Sky Pie Platz eine kleine Alufolie Kuchenform der Oberseite nach unten auf der Kuppel des VDG. Wenn Sie das Gerät einschalten, wird es schweben lassen und zur Seite fliegen. Unter gleichen Bedingungen geladene Objekte stoßen einander ab. Big Thrills? Aber warten Sie, was passiert, wenn Sie legen zwei Kreis Pfannen verschachtelt auf dem VDG? Wenn Sie die Stromversorgung einschalten, hält das oberste der untere nach unten, bis die obere weg fliegt, die dann die untere ausziehen können. SOOOO, einen ganzen Stapel von dünner Folie Kuchen Pfannen legen upside-down auf der Oberseite des Generators, und für einen pan Sturm bereit. Wenn er gestartet wird, wird Ihr Generator jede Pfanne in Folge Loft und schleudert sie in verschiedenen Richtungen. Dies funktioniert am besten mit diesen kleinen „Torte Torte“ Pfannen ca. 10cm Durchmesser.
DANCING Seifenblasen Seifenblasen an Ihrem VDG Terminal. Sie werden zunächst angezogen werden, aber dann durch Ionenwind berechnet werden und werden dann heftig vom Generator Kugel abgestoßen werden. Sie werden auch zu einem anderen Objekt angezogen werden. Mit etwas Übung können Sie Ihre Hand über eine geladene Blase halten und halten sie oben durch Anziehung.
MAGIC BLINKEN STAB Connect ein kleiner Kondensator (.01uF, 250V) parallel mit einer kleinen Neon- Zündflamme (NE-2 oder NE-2H). Halten ein Draht zwischen den Fingern und bringen den anderen Draht in Richtung der Kugel eines Betriebs VDG. Der Draht wird ein Teil des Ionenstroms abfangen von der Kugel fließt, und die Lampe blinken beginnt. Berühren Sie NICHT beiden Leitungen auf einmal, oder Sie werden einen Schock aus dem Kondensator erhalten. Zur Sicherheit können Sie die beiden Leitungen des Geräts in Serie mit 1-meg Widerständen verbinden, dann deckt alles außer der schwebende Widerstand mit Isolierband abdichten führt. Für die dramatischen Effekt können Sie diese Baugruppe in der Spitze eines Metallstabes montieren, mit einem Kabel mit dem Metall verbunden ist. Je näher Sie bringen den Zauberstab in die VDG, desto schneller wird die Neonröhre blinken. Verwenden, um einen größeren Kondensator für langsamere, heller blinkt oder einen kleinen für eine schnelle, dim flackert.
FAUX - DOO Manchmal ist die Luftfeuchtigkeit zu hoch ist, und auch wenn Ihre Maschine Funken nicht geben, das „Haar raise“ Demo funktioniert nicht. Es ist einfach zu viel Leckage zu erden. Es ist nicht alles verloren, können Sie einige Streifen von Gewebe 2cm x 15cm jeweils zerschnitten und klebt sie am ganzen VDG Kugel. Bei Betätigung stehen die Gewebestreifen aus gut. Beachten Sie, dass manchmal während * niedrig * Luftfeuchtigkeit fehl, weil die Papierstreifen gute Isolatoren werden, so ziehen sie auf die Metallkugel und nicht gleichermaßen geworden laden. Ich entdeckte, dass mit Tusche auf jedem Streifen eine Linie zu zeichnen helfen kann. Indien Tinte ist etwas leitend.
Platzieren Gewebestreifen auf dem Gebiet ist auch als eine visuelle Anzeige der Spannung nützlich. Wenn die Streifen nicht steigen, wissen Sie, dass etwas nicht stimmt. Wenn Sie mit E-Motoren experimentieren oder Ihre eigenen VDG Gestaltung usw. Gewebestreifen sind nur so gut wie ein Voltmeter zur Erfassung von schweren Lasten, insgesamt Shorts, schlechte Rollen etc. Wenn Sie Entfeuchtung eine tote Maschine mit einem Fön, befestigen Gewebestreifen dann die Maschine bedienen, während das Band erwärmt. Wenn die Gewebestreifen plötzlich steigen, wissen Sie, Sie erfolgreich sind.
Manchmal ist die Luftfeuchtigkeit schön und niedrig, doch Ihr Publikum wird kein Langhaar ‚Opfer‘. In diesem Fall einfach zücken Perücke Ihre Halloween-Kostüm der 1960er Jahre „Cher“ und kleben Sie es auf der Kugel-Terminal. Und wenn der * Demonstrator * Haar fehlt, dies eröffnet die Möglichkeit, für eine Vielzahl von humorvollen Geplänkel und Ihr Publikums Einrichtung durch ein unaufdringliches Langhaar Haarteil Anziehen vor der Demonstration. Hm!
CRACKLE ES hailstorm Dies ist die Hands-on-Version von "Volta Hailstorm". Gießen Sie einen kleinen Haufen von Reis Crispies auf Ihren VDG und schalen Sie das Gerät ein. Seien Sie bereit für ein Chaos vorbereitet! Wenn Ihre Maschine ziemlich mächtig ist, können Sie versuchen, auf einem Isolator stehen, den VDG Terminal berühren, dann eine Handvoll Getreide erstreckt (flacher Hand, Finger gespreizt hart) und sie werden frei schweben und auf die nächste ungeladene Oberfläche fliegen (Ihr Publikum!) Hinweis: eine völlig neue Box von Rice Crispies hat eine so niedrige Luftfeuchtigkeit, dass die Getreide isolierend werden und wird keine Ladung vom Terminal erwerben. Wenn Sie vor einem Demo eine neue Schachtel mit Getreide öffnen, ein wenig Wasser in die Box sprühen und gut schütteln um die Feuchtigkeit zu verteilen.
PLUS ODER MINUS? Um VDG Polarität zu bestimmen, ausschalten und das Gerät entladen, schließt dann eine empfindliche analoge Strommessung zwischen der Kugel und der Basis. (Beachten Sie, dass digitale microamp Meter können durch versehentliche Entladungen zerstört werden, so dass anstelle einer sich bewegenden Nadel Meter verwendet werden.) Bei der Ausführung der VDG ein paar Dutzend Mikroampere in der gleichen Richtung wie die Hochspannungspolarität erzeugen wird. Wenn Sie einen microamp Meter, ein winziges NE-2 Neon Pilotlicht dienen fehlen. Wenn zwischen Kugel und der Basis verbunden ist, wird eine Elektrode leuchtet orange, wenn die Maschine läuft. Die orangefarbene Elektrode die negative, die dunkle Elektrode positiv ist.
Analog microamp Meter sind nützlich für andere Dinge: wenn ein VDG oder der Bau einer neuen Reparatur, messen Sie Ihre Maschine Ausgangsstrom eher als die Spannung. Verbinden das microamp Messer führt zu dem oberen Kamm und der unteren Kamm (oder das Band einfach der Zähler auf den Bereich führt, und die geerdete Motorbaugruppe.) Führen Sie die Maschine und optimieren den Kammabstand für maximalen Zählerstand. Je höher der Strom, desto schneller die Neubildungsrate, und desto besser wird es während der feuchten Tage arbeiten. Jemals gefragt, ob andere Arten von Rollen- oder Bandmaterialien besser funktionieren würden? Nun, versuchen die alternativen Materialien und sehen, ob sie eine höhere microamp Lesungen geben! FYI, typische Messwerte sind 5 uA (Mikroampere) und höher. Eine gesunde VDG könnte 10 bis 20 uA geben. Eine schnelle Maschine mit einem sehr breiten Gürtel könnte so viel wie 300 uA geben.
PAPIERKLAMMER RAY Klebeband ein kurzes Stück Draht oder einen nicht gebogenen Büroklammer an der Seite der Kugel Ihres VDG Maschine. Biegen, um den Draht, so dass es nach außen weist. Wenn die VDG läuft, speist ein Strom geladenen Windes. Dieser Strom ist ein echter Ion Beam. Es wird elektrisieren entfernte Flächen berechnen ganze Menschen, wenn sie auf einen Isolator stehen, und E-Motoren und Leuchtstoffröhren in einem Abstand auszuführen. Wenn diese Luft auf Ihrer Kleidung wird und die Luftfeuchtigkeit niedrig ist, macht es sie zu Ihrem Körper, als ob nass klammern. Außerdem fühlt es sich überraschend kalt. Die Luft wird auf leitfähige Oberflächen angezogen, und dies stört die übliche „Grenzschicht“ aus Luft, welche die Oberfläche dämmt (ionisierte Luft hat größere „Wind Chill“ als normal.) Achtung: nie den Ionenstrahl auf einen Computer anweisen, es kann veran elektrostatische Entladungen im Computer und Tastatur.
CONDUCTIVE „INSULATORS“ Eine überraschende Anzahl von „Isolatoren“, wie Leiter verhalten, wenn sie mit einer VDG Maschine eingesetzt. Holz, Pappe, Papier, Bindfaden, Böden und Schuhsohlen alle so weit als Leiter verhalten sich wie eine VDG Maschine betroffen ist. Warum? Nun betrachten wir eine 12-Volt, 1-Verstärker, 12-Watt-Flash-Laterne. Bei dieser Vorrichtung weist die Glühbirne einen Widerstand von 12 Ohm und die Drähte tragen nahezu Null Ohm. So weit wie der Blitz Laterne betrifft, Material, welches weit mehr leitend als die 12-Ohm-Glühbirne ist, ist als ein Leiter verhält, während etwas weit weniger leitfähig als Isolator verhält. Nun ein Blick auf einem Van-de-Graaff-Maschine. Ein typischer Ausgang 30 Mikroampere bei 300.000 Volt, einen Lastwiderstand von V / I oder 10,000,000,000 Ohm ergeben. Soweit Ihre VDG betrifft „Isolatoren“ muss weit mehr Widerstand als diese haben. Und „Leiter“ hat weit weniger. Wenn ein Stück Holz eine Milliarde Ohm Widerstand von Ende zu Ende, wird Ihre VDG Maschine „denken“, dass es ein Leiter ist!
- VDG Maschine
- Draht und Band (oder Clip-Leads)
- Tablett mit warmem Wasser sitzen auf Isolator
- Chips von Trockeneis
- dunklem Papier (in dem Wasser für die Kontrastuntergetauchten)
Drop mehrere CO2-Chips in dem Wasser, so dass eine dünne Schicht von Nebel bildet.
Verwenden Sie Klebeband und einen Draht das Tablett auf die Sphäre des VDG zu verbinden. Aufladen des Schachtes mit Bezug auf Masse.
Bewegen Sie Ihre Hand langsam über den Nebel, halten Sie Ihre Hand ein paar Zoll darüber. Sie werden sehen, kleine mysteriöse Furchen durch die unsichtbaren, schmale Fäden im Nebel geschnitzt „elektrischen Wind.“
Wenn Ihre Hände extrem sauber (keine scharfen mikroskopischen Defekte) sind, versuchen Sie Ihre Finger Benetzen und sie über Fuzzy-Kleidung bürsten, um einige mikroskopisch kleine Flusen abholen. Oder stattdessen versuchen, ein zerrissenes Stück Papier über den Nebel winkt. Die scharfen Papierfasern scheinen diese „Fäden“ geladene Luft ziemlich gut zu erzeugen. Wenn Feuchtigkeit sehr niedrig ist, dann vielleicht sollte das Papier feucht werden.
Bewegen Sie Ihre Hand schnell, und die Flecken im Nebel Ihre Hand Bewegungen folgen. Ziehen Sie Ihre Hand zurück, und die Flecken noch erscheinen.
Bilden einen „Faden“, dann Welle ein geladenes Objekt in der Nähe davon. Der Fleck im Nebel fährt, was darauf hinweist, dass der „Faden“ ausgelenkt wird.
Verwenden Sie ein Soda Stroh hart über einen „Faden“ zu blasen. Die entsprechende Stelle im Nebel nur eine kleine Menge bewegen!
Drop einige kurzen (1 cm) Stücke von Haaren auf die geladenen Wasseroberfläche. Sie werden am Ende stehen, emittieren „Fäden“ nach oben, und schmalen Strömen mitgerissen Nebel werden gesehen werden nach oben von der Nebelschicht zu projizieren.
ZAP GUN Wenn Sie eine zerostat lokalisieren. eine "Zerostat (tm)" Rekord-Reinigungspistole (Discwasher Inc.), können Sie die folgende ausführen. Bandstreifen von Gewebe am ganzen VDG Kugel. Schalten Sie es auf, so dass die Streifen abheben, dann schalten Sie ihn aus. Die Streifen stehen bleiben. Jetzt „schießen“, um die Kugel mit der Zerostat Pistole. Die Streifen werden zusammenbrechen. Dieser „gun“ enthält einen Bariumtitanat Piezokristall mit einer scharfen Nadel in der Pistole verbunden Tipp. Quetschen der Auslöser ein paar uA geladener Wind auszusenden durch die Spitze der Pistole. Ionisierter Luft ist ein Leiter, so dass das Vorhandensein von ionisierter Luft in der Nähe des Generators ermöglicht die Ladung auf der Kugel weg leckt.
Der Begriff „STATIC STROM“ Wenn Van-de-Graaff-Maschinen zu erklären, es ist wahrscheinlich eine gute Idee, um die Worte zu vermeiden „Statische Elektrizität“. Eine VDG Maschine ist einfach eine elektrische Stromversorgung, die ein Merkmal der Hochspannungs- und Niederstromausgang hat. Dies steht im Gegensatz zu einer Trockenzellenbatterie. Trockenzellen sind elektrische Stromquellen, die hohe Ströme und Niederspannungsausgang geben.
Van de Graaff Maschinen und Batterien nicht so viel unterscheiden, wie wir vielleicht denken. Nach allem, wenn genug VDG Maschinen parallel geschaltet sind, fügen Sie ihre Ströme und sie können eine normale Glühbirne leuchtet. Und wenn genügend trockenen Zellen in Reihe geschaltet sind, fügen Sie ihre Spannungen und sie können Flusen anziehen, heben Sie Ihre Haare, laden Sie Ihren Körper, verursachen Koronaentladung, und riesige Funken machen.
Elektrostatik, oder „Statische Elektrizität“ ist eine Klasse von Wirkungen auf die gleiche Art und Weise, dass „Biologie“ oder „Wetter“ sind Klassen von Effekten. Ihre Hand ist „Biologie“, doch deine Hand nicht aus der Biologie gemacht. Wolken sind „Wetter“, noch Wolken sind nicht von Wetter zusammen. Und während Sie Ihre Schuhe auf dem Teppich Scheuern beinhaltet „statische Elektrizität“ Scheuern Ihre Schuhe schaffen keine Substanz oder Energie statische Elektrizität genannt. Wenn wir es immer nennen „Elektrostatik“ statt „statische Elektrizität“, werden wir nicht so verwirrt sein, darüber Natur. Wenn wir „Oberflächenladung“ sagen, werden wir nicht so überrascht sein, wenn es sich bewegt oder fließt ( „Static“ muss unbewegt sein, richtig? Falsch, Oberflächenladungen können und Strömung zu tun.) Es wird angenommen, dass die Worte „statische Elektrizität“ Rasse Verwirrung und Ignoranz, dann vermeiden sie sprechen.
BILDUNGS USE Die Van de Graaf Maschine ist ein Spaß-Demo-Tool in Museen, aber es ist auch in der naturwissenschaftlichen Unterricht nützlich. Es kann zu zeigen, zwei wichtige Dinge verwendet werden: elektrische Felder und elektrische Kräfte. Jeder begegnet Magnete und magnetische Felder, aber nur wenige sind sich bewusst, dass * elektrische Felder vorhanden sind. Diese Felder werden in der Regel unter dem Label „statische Elektrizität“ versteckt und ignoriert werden. Dies ist bedauerlich, da die Kenntnis der elektrischen Felder führt zum Verständnis von Funken und Blitzen, Spannung und Schaltungen und sogar die physikalischen Grundlagen der Chemie und Biologie! In der Funktionsweise der Alltagswelt, E-Felder sind viel wichtiger als die Magnetfelder, aber alle die Betonung liegt auf dem letzteren platziert. Die Schüler haben Schwierigkeiten Verständnis Spannung, da die Spannung * IS * elektrische Felder, und wenn wir elektrische Felder nicht verstehen, werden wir durch benebelt werden „Spannung“. Die Van-de-Graaff-Maschine ist äußerst nützlich, da sie elektrische Felder erzeugt, die stark genug sind, gemessen zu werden, manipuliert, direkt fühlte, spielte mit, und griff schließlich auf einer intuitiven Ebene.
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