Van de Graaffův generátor je elektrostatický stroj umožňující nabíjet kovovou kouli na velmi vysoké napětí. Vynalezl jej americký fyzik nizozemského původu R. J. Van de Graaff, první model sestrojil v roce 1929, v roce 1931 získal patent na zlepšenou verzi. Do konce 30. let 20. století byly sestrojeny obří generátory vyrábějící až 5 MV. Stroj má využití při fyzikálních experimentech, ale i pro urychlování elektronů pro sterilizaci.
Princip
Princip van de Graaffova generátoru je založen na tom, že pokud se uvnitř vodiče nachází dutina, v níž nejsou žádné makroskopické náboje, zůstává v této dutině intenzita elektrického pole nulová. Někdy se mluví o stínícím účinku vodičů, což není přesné, protože pole v dutině není odstíněno, ale vykompenzováno polem povrchových nábojů. Pole uvnitř dutiny zůstává nulové i při změně celkového náboje vodiče. Náboj, přivedený dovnitř vodiče se okamžitě přemístí na vnější povrch a pole uvnitř dutiny se nezmění. Nemění se tok intenzity elektrostatického pole plochou . Opakovaným přiváděním náboje do vnitřku vodiče jej lze nabít téměř neomezeně velkým nábojem. Uvedený princip využívá Van de Graaffův generátor. Pomocí pohyblivého pásu z nevodivého materiálu přenáší kladný náboj, který získá bud třením o kartáč nebo z externího zdroje. Tento náboj je pásem unášen do nitra kovové koule. Tam je odebrán a odveden na povrch této koule. Vybitá část pásu se pak vrací k novému nabití.
-
Počáteční stav vkládání náboje do duté koule -
Náboj je již vložen do dutiny ve vodiči, ale ještě není převeden na jeho vnitřní povrch. Na vnitřním povrchu vodiče se indukuje náboj s opačným znaménkem než vkládaný náboj. Tento náboj kompenzuje vkládaný náboj, takže celkový tok vnitřní plochou vodiče se nezmění. -
Po doteku náboj z vnitřního povrchu zmizí a přiváděný náboj je vytlačen na vnější povrch vodiče
Historie
Rychlý vývoj prodělaly tyto generátory ve 30. letech 20. století. V té době se hledaly cesty, jak urychlit částice na rychlosti, které by překonaly energie částic, vzniklých rozpadem přírodních radionuklidů (zvláště drahého radia). Jedním ze způsobů bylo využití elektrostatického pole vysokého napětí k urychlení v iontové trubici. A jednou z cest, jak toto napětí získat, byl právě Van de Graaffův generátor. Měl se stát levnější náhradou kaskádových generátorů, budovaných v té době v Anglii a Holandsku.
Van de Graaffův generátor vycházel z principů známých už od 17. století. S vývojem začal Van de Graaff v roce 1929, kdy také dokončil první malý prototyp. V roce 1931, ve kterém získal patent, byl jeho generátor schopen produkovat napětí přibližně milion voltů, přičemž byl vyroben z materiálu za 90 dolarů.
Další vývoj však vyžadoval zvětšovat rozměry celého zařízení a největší generátory byly nákladné mnohapatrové stavby.
Související články
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu Van de Graaffův generátor na Wikimedia Commons
 |
Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty. |
| Zdroj dat | cs.wikipedia.org |
|---|---|
| Originál | cs.wikipedia.org/wiki/Van_de_Graaffův_generátor |
