المساعد الشخصي الرقمي


مشاهدة النسخة كاملة : مولد فاندي غراف


مديرة مختبر
29-08-2014, 04:12 PM
ينسب هذا الجهاز إلى العالم - روبرت فاندي جراف - والاستعمال الأساسي للفاندي غراف مسارعة الالكترونات لإجراء التفاعلات النووية وإنتاج أنواع الأشعة المختلفة .
و هوجهاز مصمم لكي يولد كهرباء ساكنة ويجعلها متوفره للتجارب. فهو جهاز كهربائي استاتيكي أي يقوم بتوليد كهرباء استاتيكية ساكنة - ذات فولتية عالية - حيث يتراوح فرق الجهد الذي ينتجه مولدفاندي غراف بين عدة آلاف من الفولت ويصل إلى عدة ملايين من الفولت في المولدات الضخمة , وذلك بشدة تيار منخفضة جداً لا تتجاوز العدة ملي أمبيرات.
وهذا هو المهم والمميز لجميع مولدات الكهرباء الاستاتيكية , شدة التيار المنخفضة .
http://school-labs.com/upload3/uploads/1409310912821.jpg
=================================
تركيب الجهاز :
أسطوانتين علوية وسفلية يدور عليهما سير من الحرير ويدير الاسطوانتين موتور كهربائي ويعلو الجهاز قبة مصقولة من فلز وذات سطح خارجي مصقول ويلامس السير مشط سفلي وآخر علوي
كماهو موضح في الشكل التالي :

http://school-labs.com/upload3/uploads/1409310711431.gif
وقد يلحق بالجهاز بعض الأدوات مثل :مروحة صغيرة – كرة متصلة بساق.
===============================

كيفية عمل جهاز الفاندي غراف:
عند تشغيل المحرك أو تشغيل الجهاز باليد تبدأ الأسطوانتان بالدوران حول محوريهما ويتحرك الحزام المتصل بينهما .
عند دوران الأسطوانة السفلية ( كما في الرسم ) يرتفع طرف الحزام على جهة اليسار إلى أعلى حاملاً شحنة كهربائية ساكنة وموجبة تولدت بالاحتكاك بين السير والسطح المعدني للأسطوانة السفلية ويساعد مصدر الجهد العالي في حال وجوده في زيادة الشحنة الموجبة المستقرة على الجهة الصاعدة من الحزام .
عند وصول الشحنة الموجبة التي على السير الصاعد إلى جهة مخالفة لها أي للمشط العلوي ( أ ) فإنها تشحن الطرف القريب للمشط بشحنة سالبة فتظهر على الطرف البعيد للمشط وعلى السطح الداخلي للقبة معاً شحنة موجبة تنتقل إلى السطح الخارجي للقبة في محاولة لتخفيف التنافر بينهما وهي على السطح الداخلي يستطيع الهواء- والذي أصبح موجب الشحنة- المرور للوصول إلى الأسطوانة ( القبة ) لأن الحزام الموجب يتنافر معه ولا يسمح له بالمرور .
من المتوقع أن تصل كمية الشحنة على الأسطوانة إلى أرقام كبيرة يصعب تخيلها , ولكن الغبار والشوائب التي تحيط بنا تسمح لقسم كبير منها بالتسرب مما يخفض من قيمتها .
في نفس الوقت تعمل الأسنان المدببة للمشط العلوي على تأيين دقائق الهواء أمامها واعطاءها شحنة سالبة ( عمل الأسنان المدببة ) .
تندفع أيونات الهواء السالبة بفعل تنافرها مع شحنة المشط- أو السالبة -فتتجه إلى السير المتحرك وتعادل شحنته الموجبة ، وبذلك يعود السير متعادلاً عند هبوط طرفه الأيمن باتجاه الأسطوانة السفلية .
هذا وتتراكم الشحنة الموجبة على السطح الخارجي للقبة إلى الحد الذي يحدث معه تفريغ كهربائي لحظي بين القبة من الخارج وأي موصل آخر قريب منها .

يوتيوب للتوضيح :

http://youtu.be/4B96illLvEU

إن الجهد الذي يتولد على السطح الخارجي للقبة يمكن أن يصل إلى مليون فولت . لكن الغريب في هذا الجهد المتولد أن الشرارة الكهربائية الذي تنتج في حالة التفريغ في الهواء تشكل تياراً صغيراً جداً في حدود 100 ميكرو أمبير .
وتعتمد قيمة الجهد المتولد على :مساحة سطح الكرة الفلزية . والظروف الجوية المحيطة،من حيث:"الرطوبة،درجة الحرارة،الضغط .....إلخ

=================================

وهناك نوعان من مولد فاندي غراف :
-نوع يستخدم الحزام المتحرك ( السير أو القشاط ) Conveyer Belt وأسطوانتان لتوليد الشحنات .
-نوع يستخدم الحزام المتحرك أيضاً وأسطوانتان لتوليد الشحنة كما في النوع السابق ، لكنه يختلف في أنه يزود بمصدر جهد عال ( عشرة آلاف فولت )

http://school-labs.com/upload3/uploads/1409309924641.jpg

=================================
ملاحظات هامة:
هناك عوامل تسرع من تفريغ الشحنة الكهروستاتيكية على السطح الخارجي للقبة منها :
- الرطوبة في الجو أي في الهواء المحيط بالجهاز .
- ضغط الهواء .
- وجود دقائق مدببة على السطح الخارجي للقبة .
==================
تفريغ الجهاز وملاحظة الشرارة :
لإجراء عملية تفريغ كهربائي للجهاز أمسك كرة معدنية لها مقبض عازل وقربها من المولد. فنلاحظ شرارة ويفضل أن تكون الغرفة مظلمة لكي يظهر لون الشرارة الأزرق .


=============================
تجارب ممتعة تجرى على جهاز الفاندي غراف:
*تجربة الشعر الواقف:
يمكن إجراء هذه التجربة بوضع شعرات على قبة الجهاز وملاحظة ما يحدث لها .
*تجربة فقاعات الصابون :
ينثر قليلاً من فقاعات الصابون في قبة الجهاز ، ويلاحظ ارتداد الفقاعات .
إن فرق الجهد الكبير الناتج عن مولد فان دي غراف يحدث مجال كهربائي قوي ، وهذا المجال يقوم ببعض الأعمال التي تثير الدهشة والاستغراب ولكنه لا يستطيع الاستمرار بها بالنظر لأن فرق الجهد ينهار فجأة ويصل إلى الصفر.
==============================
من مميزات جهاز الفاندي غراف :
- يولد شحنات كهربائية ذات جهد عالي- يصل الى 100 ألف فولت
-يسرع الجسيمات المشحونة ( برتونات أو الكترونات )
- يؤدي عمليات التعقيم

من عيوب الجهاز :
- لا يعمل في الجـــو الرطب .
- يفقد جزء كبير من الشحنة الكهربائية المتولدة عليه في الهواء الخارجي .
وقد طور العلماء جهاز الفاندي غراف كثيرا و تمتلك العديد من الجامعات الامريكية والمراكز البحثية هذا الجهاز لعمل التجارب والبحوث المتعلقة بمجاله.

***تحذير هام:
إن جهاز الفاندي غراف يجب أن يستعمل من قبل مختص ولا يقلل من شأن الكهرباء التي تنتج من الجهاز خاصة في التجارب التي يلمس فيها الجهاز مباشرة فإنها قد تؤدي لصعق الشخص الملامس له إذا كان يقف على سطح غير معزول .

نجوم العمر
26-09-2014, 10:51 PM
بارك الله فيك استاذه فائزة:mpr9_01:

نجود البلوي
12-01-2015, 12:54 AM
شرح قيم وشامل جزاكِ الله كل خير

أ\فائزة ,, ياليت يتم نشر موضوعك في صفحة تقني حتى نتمكن من ربطه بتقني

يعني >> تنزلين الموضوع على ملف في جهازك وتذهبين إلى (إنشر موضوعك) بـ تقني

وتتبعين الخيارات ومن ثم أنشر ,,

وبذلك يتم ربط موضوعك بـ تقني من خلال دخولي للوحة التحكم

تقديري

مديرة مختبر
12-01-2015, 11:46 PM
باذن الله
مع الشكر للأستاذه نجوم العمر
والاستاذه نجود البلوي

محضرة خطيره
12-01-2015, 11:48 PM
جزاك الله خير أستاذه فائزة

شرح رائع ..

عادل الثبيتي
13-01-2015, 12:41 AM
ما شاء الله تبارك الله ،
شرح أكثر من رائع ،،،

مديرة مختبر
13-01-2015, 08:26 PM
أ/ محضرة خطيرة
أ/ عادل الثبيتي

جزاكم الله خيرا