Generator Van de Graaffa

Budowa i zasada działania

Schemat generatora Van de Graaffa [3]

Generator Van de Graaffa w podstawowej wersji składa się z:

W dolnej części generatora znajduje się urządzenie służące do ładowania pasa transportowego. W pobliżu pasa znajduje się ostrze pełniące rolę emitera. Pod działaniem silnego pola elektrycznego w otaczającym ostrze ośrodku gazowym powstają jony dodatnie i ujemne. Jeśli ostrze ma potencjał dodatni, odpycha jony, które przenoszą się na powierzchnię pasa transportowego. Ładunki te rozkładają się równomiernie na powierzchni pasa i są przenoszone w dórę. Wewnątrz elektrody wysokonapięciowej znajduje się drugie ostrze, kolektor. Zbiera ono ładunki dodatnie z powierzchni pasa i przekazuje na powierzchnię elektrody, powodując wzrost zgromadzonego ładunku.
W przypadku zmiany biegunowości źródła wzbudzającego następuje zmiana biegunowości elektrody wysokonapięciowej.

Prądu dostarczane przez generator Van de Graaffa są stosunkowo niewielkie, rządu 100uA. Natomiast maksymalne napięcie uzyskiwane na elektrodzie wysokonapięciowej zależy tylko promienia sfery i maksymalnego natężenia pola elektrycznego w gazie ją otaczającym który nie powoduje wyładowania iskrowego. W suchym powietrzu jest ona rzędu 30kV/cm, pozwala to na naładowanie kuli o promieniu 1m do napięcia 3MV.

Aby osiągnąć wyższe napięcia generator Van de Graaffa umieszczany jest w obudowie ciśnieniowej. Jako gaz izolacyjny stosowany jest azot, pochodne metanu lub siarczek fluoru SF6. Ten ostatni związek powoduje jednak silną korozję elementów generatora.

Historyczny generator wysokiego napięcia Roberta J. Van de Graaffa, 12 grudzień 1933 [2]

Źródła

  1. Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania, PWN, Warszawa 1987
  2. http://libraries.mit.edu/archives/exhibits/van-de-graaff/
  3. http://en.wikipedia.org/wiki/Van_de_Graaf_generator