Применение электростатики в научных исследованиях
Существует практическое применение электростатики, в котором объединены многие из рассмотренных выше аспектов с целью создания устройства, которое используется и как игрушка, и как инструмент для исследований. Это так называемый генератор Ван-де-Граафа. На рисунке показана схема устройства, которое можно использовать и как игрушку, и как школьный демонстрационный прибор. Электрические заряды распыляются на движущуюся ленту и поднимаются наверх в изолированный купол, где они накапливаются.
В исследовательских машинах заряды распыляются на ленту с игл, находящихся под высоким напряжением. Электроны можно как распылять на ленту, так и собирать с нее, заряжая ленту и купол отрицательно или положительно. В большинстве настольных машин резиновая лента приводится в движение валом, на который она надета и который поставляет электроны на внутреннюю поверхность ленты в области контакта ленты с вращающейся осью. Таким образом, внутренняя поверхность ленты заряжается отрицательно, а электроны не могут мигрировать сквозь резину к наружной поверхности ленты. Тем временем проволока, прикрепленная к основанию машины с внешней стороны ленты близко от вращающейся оси, «видит» на валу большой положительный заряд. Электроны «прыгают» с проволоки в направлении положительно заряженного вала, но, конечно, попадают на внешнюю поверхность ленты. Затем они поднимаются с лентой наверх, пока не оказываются внутри металлического купола; в этом месте они «спрыгивают» на иглу, соединенную с внутренней поверхностью металлического купола и немедленно разбегаются по внешней поверхности купола. Эта последовательность событий приводит к тому, что внешняя поверхность купола заряжается отрицательно. Электроны попадают в эту отрицательно заряженную область благодаря механическому передвижению ленты.
Автор Кл. Э. Суорц “Необыкновенная физика обыкновенных явлений”