Descriere Mașina electrostatică Van de Graaff
Mașina Van de Graaff este un generator electrostatic pentru experimente didactice și demonstrative de electrostatică. Experimentele realizate demonstrativ de profesor permit elevilor și studenților să vadă efectele unor fenomene care altfel rămân invizibile: părul care se zbârlește, clopoțeii și morișca electrostatică, cușca lui Faraday, scânteile și trosnetele în miniatură, liniile de câmp electric sau aprinderea unor tuburi care nu sunt legate în circuit.
Dispozitivul este însoțit de un manual de utilizare care prezintă detaliat componentele și modul de folosire, cu fișe de lucru experimentale ilustrate, și de un stick USB / DVD cu descrierea video a experimentelor. Este ambalat într-o cutie de carton.
Parametri tehnici
- Dimensiuni: cca 34 × 13 × 56 cm
- Greutate: aprox. 2,2 kg
- Diametrul discului: 300 mm
- Tensiune generată: până la 160 000 V
- Temperatura ambientală de lucru: 10–40 °C
- Distanța de descărcare a scânteii: 55 mm la umiditate sub 65%, 30 mm la umiditate de 65–85%
Componente principale
- Sfera (cupola) metalică superioară: glob metalic gol, în care se acumulează sarcinile pozitive, distribuite pe suprafața exterioară.
- Pieptenele metalic superior: colectează sarcinile pozitive și le transferă cupolei.
- Roata superioară și roata inferioară: pe ele rulează banda care realizează transferul de sarcină prin frecare.
- Cureaua: bandă transportoare din material izolator (cauciuc), cu o parte încărcată pozitiv și cealaltă negativ.
- Pieptenele metalic inferior: colectează sarcinile negative la bază (împământare).
- Sfera de descărcare: sferă metalică mai mică, legată la împământare, folosită pentru producerea scânteilor prin apropiere de cupolă.
Principiul de funcționare
Un motor rotește rola de jos. Prin frecarea curelei de cauciuc pe materialul rolei (efect triboelectric), banda se încarcă electric. Lângă pieptenii ascuțiți de la bază, câmpul electric intens ionizează aerul (efectul de vârf), iar sarcinile ajung pe banda în mișcare. Banda le transportă în sus, prin coloana izolatoare, până în interiorul sferei mari, unde pieptenele superior le preia. Sarcinile de același semn se resping și se distribuie pe exteriorul sferei. Când tensiunea dintre cupolă și sfera de descărcare depășește rigiditatea dielectrică a aerului (aproximativ 3000 V/mm), aerul se ionizează și se produce o scânteie însoțită de un trosnet specific.
Experimente propuse
- Izolarea electrostatică (efectul cuștii lui Faraday)
- Părul zbârlit (respingerea electrostatică)
- Descărcarea electrică (fulgerul în miniatură)
- Aprinderea unui tub fluorescent și a unui tub cu LED-uri
- Clopoțeii lui Franklin (atracție și respingere alternativă)
- „Sperietoarea” din fâșii de plastic (vizualizarea câmpului electric al unei sfere)
- Spectrul câmpului electric
- Morișca electrostatică (vântul electrostatic)
- Respingerea și atracția pendulelor
Pentru aceste experimente sunt necesare și materiale care nu sunt incluse: tub fluorescent, tub cu LED-uri, creion de tensiune, suport izolator, doi clopoței metalici, pendul electric, două pămătufuri, morișcă electrostatică, sită metalică sau folie de aluminiu, fire de legătură, bandă adezivă, tijă de ebonită sau acril.
Cum se folosește la clasă
Generatorul Van de Graaff este potrivit pentru demonstrații frontale la lecțiile despre sarcina electrică, câmpul electric, potențial și descărcările în gaze. Experimentele spectaculoase atrag atenția elevilor, iar profesorul le poate folosi ca punct de plecare pentru explicații: de ce sarcinile stau pe suprafața exterioară a conductorului, de ce vârfurile favorizează descărcarea, cum se formează fulgerul în natură. La liceu și la universitate, demonstrațiile sprijină lecțiile despre distribuția sarcinii pe conductori, ecranarea electrostatică și rigiditatea dielectrică.
Întreținere și siguranță
- Sferele metalice și discurile se șterg periodic cu alcool izopropilic pur.
- Aparatul se folosește și se depozitează doar în încăperi uscate; aerul umed descarcă spontan sarcina acumulată.
- Cureaua se curăță cu o cârpă uscată și se înlocuiește dacă prezintă crăpături sau s-a lărgit.
- Pieptenii se poziționează foarte aproape de curea, fără să o atingă.
- Pe axul de rotație se aplică periodic o picătură de ulei pentru mecanisme fine, fără să ajungă pe zonele active.
- Praful se îndepărtează înainte de utilizare, deoarece reduce tensiunea maximă.
- Componentele se păstrează ferite de umiditate, praf, curenți puternici de aer și gaze toxice.
- Demonstrațiile se fac de profesor, păstrând distanța față de cupolă; persoanele cu dispozitive medicale implantate și aparatele electronice sensibile se țin departe de generator.
Detalii
- Cod produs: 0007151
- Dimensiuni ambalaj: 34 × 13 × 56 cm
- Greutate: aprox. 2,2 kg
- Include: manual de utilizare cu fișe de lucru, stick USB / DVD cu experimentele
