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générateur Van de Graaff
Un générateur Van de Graaff.

la générateur Van de Graaff est un générateur électrostatique capable d'accumuler une quantité considérable de charge électrique dans un conducteur, créer entre ce dernier et une électrode de référence, habituellement mise à la terre, très élevé tension (Vous pouvez obtenir jusqu'à millions volt).

Il a été inventé à la fin 1929 de physique États-Unis Robert Van de Graaff (1901-1967), dont il tire son nom.

En raison de sa relative simplicité est commun dans les laboratoires dans de nombreuses écoles, mais a aussi des applications pratiques, par exemple en la physique nucléaire, dans lequel la différence de potentiel électrique élevé généré est utilisé pour accélérer particules avec charge électrique.

Principe de fonctionnement

générateur Van de Graaff
Schéma générateur.

Un générateur de ce type est effectué sensiblement à partir d'un matériau sangle isolant (Caoutchouc) tendu entre deux poulies et maintenu en rotation par un moteur. La courroie est chargée par induction à partir d'une série de pointes métalliques (pouvoir dispersant des conseils) Disposé au voisinage de l'une des deux poulies et reliée à un générateur de tension continue (par exemple une batterie).

Ces charges sont ensuite transportés, par action du moteur qui déplace la courroie, à l'intérieur d'un conducteur de forme sphérique (ou, plus rarement, le dôme), isolées, où un deuxième peigne métallique relié électriquement à la bille se déplace sur la surface de quêtes « dernier. Si vous ne désactivez pas la machine, le processus s'arrête lorsque la tension présente dans la sphère est suffisante pour produire des décharges électriques à travers le support isolant (claquage diélectrique) Ou par l'air ambiant (ionisation air).

L'expérience typique qui est fait dans les écoles est d'amener le conducteur à une tension de conducteur à la masse et d'observer la décharge qui est produit, d'une manière analogue à foudre.

Tension de fonctionnement

Dans ce type de générateurs vous joindre des tensions qui sont proportionnelles au rayon de l'électrode à haute tension. Une machine avec électrode d'un rayon de mesure, peut atteindre une tension maximale de V. Pour atteindre cette tension, cependant, il est nécessaire que l'électrode se trouve à une distance l'une de l'autre objet et que l'air est pratiquement dépourvue d'humidité. Pour obtenir une telle caractéristique, après 1935, tous les producteurs ont été réalisés enfermés dans un récipient cylindrique en acier contenant un gaz (de l'air déshumidifié ou de l'hélium), à une pression de 10 à 20 atm. Avec la pression du gaz augmente en fait la capacité de résister à des champs électriques élevés sans donner lieu à des étincelles. Après 1940, ils ont été utilisés des gaz autres que l'air (monoxyde de carbone, le fréon, l'azote), et les générateurs fabriqués avec des tensions de 1 à 5,5 MV MV (avec conteneur de 2,5 m de diamètre et de 8 m de hauteur).

tandem Accélérateurs

Le dernier développement du générateur Van de Graaff a été, depuis 1958, l'accélérateur à la cible fixe, électrostatique, tandem. Certains ions négatifs (généralement des ions d'hydrogène avec deux électrons) Ils sont émis à partir d'une source collimatée et placée dans un tube de quelques mètres aux extrémités de laquelle sont situées une électrode de masse et une électrode à potentiel positif produit par un générateur de Van de Graaff. Les ions négatifs sont ainsi accélérés vers l'électrode à haute tension, où un jet d'hydrogène les libère des électrons. Les ions positifs ainsi obtenus sont ensuite accélérés vers la cible fixe constituée par l'électrode à la terre. Le potentiel maximum atteint par un accélérateur Van de Graaff est 25,5 MV.

Dans la culture de masse

  • Un groupe célèbre progressive rock La Grande-Bretagne est appelé Van der Graaf Generator.
  • Dans le jeu de rôle Fallout: New Vegas la famille qui dirige le marché des armes d'énergie est connue sous le nom Van Graaf

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