정전기 발생기 - 장치, 작동 원리 및 적용
전하 - 크기가 같은 두 개의 반대 전하가 상쇄되는 현상. 반대 전하로 강하게 대전된 두 물체가 서로 가까운 거리에 있으면 그들 사이에서 스파크가 점프하고 짧은 펑하는 소리가 들립니다.
전하를 단위로 취하는 다른 물체에 대한 전하를 띤 물체의 작용력을 전위라고합니다. 전위차는 전압입니다.
먼저 얻을 수 있는 방법 전하 정전기장은 다양한 재료(모피, 양모, 실크, 가죽 및 기타 재료와 유리, 수지, 고무 등.). 동시에 전압과 전하는 매우 작았습니다. 기계적 전송에 의한 전하의 유도 및 축적으로 인해 결과 전압이 약간 증가했습니다.
그 후 고전압을 얻기 위해 정전기 유도(유도) 원리에 기반한 회전 디스크가 있는 연속 작동 기계가 만들어졌습니다.그러나 이러한 기계는 높은 전력을 얻을 수 없었고 주로 교육 기관의 물리 사무실에서 장치로 사용되었습니다.
신체의 대전 및 정전기 유도
전하의 몸에 보내는 메시지는 대전… 기사에 설명 신체의 대전 및 전하의 상호 작용 양이온과 음이온의 형성 과정은 신체의 대전 과정에 대한 아이디어를 제공합니다. 그것은 한 신체에서 다른 신체로 전자를 전달하는 것으로 구성됩니다.
따라서 신체의 전하는 신체의 과잉 또는 결핍에 의해 결정됩니다. 전자… 마찰, 접촉, 방향, 전하의 이동 등 다양한 방법으로 신체에 전기를 가하는 것이 가능합니다.
신체의 중립 상태 복원(중화)과 같은 반대 과정은 누락된 수의 전자를 제공하거나 과도한 전자를 제거하는 것으로 구성됩니다.
마찰에 의한 대전 중에 외부에서 접촉하는 물체 중 하나에 추가 전하가 전달되지 않으면 두 물체 모두 동일한 양의 다른 부호의 전기로 대전됩니다. 몸이 연결되면 전하가 완전히 무력화됩니다.
이런 식으로 요금은 생성되거나 파괴되지 않고 한 본체에서 다른 본체로만 전송됩니다. 이것은 예를 들어 전하 보존 법칙의 존재를 우리에게 확신시킵니다. 에너지 보존 법칙.
정전기 - 정지 전하. 두 부도체 또는 부도체와 금속(예: 모터 구동 벨트) 사이의 마찰로 인해 발생하지만 반드시 고체는 아닙니다.
정전기는 특정 액체나 기체의 마찰로 인해 발생할 수도 있습니다. 매우 건조한 피부를 가진 사람들은 전하를 축적합니다. 움직임(섬유가 피부에 문지름) 중에 천에 상당한 정전기가 발생하고 천이 몸에 달라붙어 움직임을 방지합니다.
정전기는 단일 스파크가 전체 덩어리를 발화시킬 수 있는 가연성 및 폭발성 환경에서 위험합니다. 이 경우 가습이나 방사선 조사로 전도성을 높일 수 있는 금속 장치를 사용하여 정전기를 즉시 땅이나 공기로 방출해야 합니다.
정전기 유도 - 전선 근처에 위치한 다른 전하의 영향으로 전선에 전하가 나타납니다(원거리에서 신체 대전).
외부 전하의 작용으로 도체의 가장 가까운 끝에서 전하가 유도(발생)되며 그 부호는 외부에서 작용하는 전하의 부호와 반대이고 도체의 맨 끝에서 같은 기호의 요금. 이 경우 두 유도 전하는 크기가 동일합니다. 즉, 유도로 인해 와이어의 전하가 분리되지만 와이어의 총 전하는 변경되지 않습니다(유도 전하의 합이 0이므로).
유도된 전하의 크기와 위치는 도체 내부에 정전기장이 없어야 한다는 조건에 따라 결정됩니다. 따라서 유도 전하가 생성하는 전계가 유도 전하에 의해 생성되는 전선 내부의 전계를 단순히 파괴하도록 유도 전하가 배치됩니다.
정전기 유도의 예: 대전되지 않은 검전기에서는 양전하와 음전하가 모두 같은 양이므로 검전기는 대전되지 않습니다.
양전하를 띤 유리 막대가 접근하면 자유 전자가 동시에 끌어당겨지고 검전기의 양전하가 동시에 반발됩니다.
음전하는 유리 막대에 더 가깝게 집중되어 유리 막대에 연결되는 반면 양전하는 반발되어 검전기 뒷면에 위치합니다.
이제 검전기에 전기가 통합니다. 그러나 이 상태는 오래 지속되지 않습니다. 전하를 양전하와 음전하로 분리하는 것을 위반하고 검전기의 중성 상태가 복원되고 잎이 원래 위치로 돌아 가기 때문에 유리 막대를 제거하는 것이 좋습니다.
검전기 - 신체에 전기가 흐르는 전하를 결정할 수 있는 장치. 그것은 상단에 볼 또는 플레이트가 있는 금속 막대와 하단에 두 개의 자유롭게 매달린 금속 시트로 구성됩니다. 검전기의 작동 원리는 같은 이름의 물체가 서로 반발한다는 원리에 기반합니다(참조 — 전기 현미경의 작동 원리).
정전기 유도는 다음과 같은 원인 중 하나입니다. 자연의 번개, — 대기 정전기의 가장 강력하고 위험한 징후.
번개 그것은 구름의 개별 부분, 개별 구름, 구름 및 지구 사이에서 지구에서 구름으로 대기 전기의 방전입니다. 즉, 번개는 짧은 지속 시간의 전류, 전위를 균등화하는 전기 스파크로 정의할 수 있습니다.
Van de Graaf 정전기 발생기
과학 및 기술 목적(예: 핵 물리학, 방사선 생물학, X선 치료, 재료 테스트, 결함 탐지 등)을 위해 수백만 볼트의 전압을 생성할 수 있는 장치가 필요합니다.
이러한 장치는 높은 직류 전압을 사용하는 기술적으로 진보된 정전기 발생기입니다. 그중 가장 유명한 것은 1829년 미국의 물리학자가 만든 Van de Graaf 발전기입니다. 로버트 반 드 그라프(1901~1967).
전압이 7메가볼트인 Van de Graaf 발전기(1933)
발전기는 긴 속이 빈 단열재 기둥에 장착된 금속 속이 빈 볼입니다. 볼의 크기와 기둥의 높이는 발전기에 필요한 전압의 한계에 의해 결정됩니다(예를 들어 전압이 5MV인 발전기의 경우 볼의 직경은 5m에 이릅니다). 절연 재료(실크, 고무)의 끝없는 벨트가 기둥 내부를 이동하며 전하를 구체로 전달하기 위한 컨베이어 역할을 합니다.
위로 이동하면 스트립이 소스의 한 극에 연결된 브러시를 지나 장치 하단에서 실행됩니다. 직류 약 10,000V의 전압(적절한 정류기가 이 소스 역할을 할 수 있음) Van de Graaf는 첫 정전기 발생기를 설계할 때 이 장치를 사용했습니다. 진공관으로.
Van de Graaff 정전기 발생 장치
이 브러시의 끝에서 전하가 벨트로 흘러 내려 볼 내부로 운반되고 두 번째 브러시를 통해 볼의 외부 표면으로 전달됩니다.테이프의 충전되지 않은 부분을 아래로 이동하는 과정을 개선하기 위해 충전된 볼에서 브러시를 제거하여 반대 기호의 요금을 전송합니다.
정전기 유도로 인해 브러시에 음전하가 나타나며 방전에 의해 벨트의 하강 부분으로 운반됩니다. 그런 다음 이 전하는 브러시와 접지된 하부 롤러로 전달되어 이를 통해 지면으로 배출됩니다.
테이프가 계속 움직이면 공의 전하는 공의 직경과 공에서 다른 전극 또는 접지까지의 거리에 의해 결정되는 사전 결정된 임계값에 도달할 때까지 증가합니다.
테이프가 계속 움직이면 공의 전하는 공의 직경과 공에서 다른 전극 또는 접지까지의 거리에 의해 결정되는 사전 결정된 임계값에 도달할 때까지 증가합니다.
전압을 높이기 위해 볼이 반대 부호의 전하를받는 두 개의 장치가 설치됩니다. 따라서 예를 들어 10MV의 전압을 얻으려면 두 개의 발전기가 사용되며 접지에 대해 +5MV 및 -5MV로 충전되고 전압에서 고장 가능성이 적은 거리에 설치됩니다. 주어진 것보다 꺼져 있습니다.
현재 Van de Graaff 설계를 반복하는 모델을 포함하여 다양한 정전기 발생기 모델이 많이 있습니다. 그들은 물리적 실험과 엔터테인먼트 및 액션 시연을 위한 매력으로 사용됩니다. 정전기.
흥미 롭습니다. 마찰전기 효과 나노발전기(TENG)