Jaký náboj se hromadí v kovové polokouli Van de Graaffova generátoru?

Ano! Ne!

Van de Graaffův generátor

Tento přístroj byl vynalezen v roce 1929 americkým fyzikem z Nizozemska Robertem Jemisonem Van de Graaffem. Slouží k produkci vysokého statického napětí.

Velké elektrostatické náboje lze vytvářet s pomocí Van de Graaffova generátoru. Náboje ze zdroje vysokého napětí se odvádějí běžícím pásem a jímají na kovové polokouli. Velký akumulovaný náboj se používá ke zkoušení výkonných izolátorů nebo jako urychlovač v experimentech se srážkami atomů.

Nekonečný gumový pás se stále otáčí a převádí třením indukované elektrické náboje do kovové koule. Celý přístroj je sestaven z podstavce, na kterém je kolmo postaven izolátor. V dolní a horní části izolátoru jsou válce, mezi kterými obíhá gumový pás. Gumový pás se nahoře a dole tře o kovové kartáče. Válce předávají gumovému pásu náboje a posílají je nahoru, kde jsou předány železnému kartáči a skrz ten se dostávají na kovovou hlavu celého generátoru. Na vnější straně kovové polokoule se tyto elektrony neustále hromadí. V okamžiku, kdy napětí dosáhne určité hodnoty, prorazí vzduch, a vybije se přes nejbližší vodivý předmět. Podobně to probíhá i při bouřce u blesků, ale v mnohem větším měřítku. Při úderu blesku nejprve teče kladný náboj vzhůru do mraku, a o tisícinu vteřiny později sjede tok částic záporných dolů a vytvoří tak záblesk.

 

Jev, při kterém určité materiály získají elektrický náboj poté, co přijdou do kontaktu s jiným materiálem, třením, nazýváme triboelektrický jev. Tento jev můžeme pozorovat, když se tře kožešina o sklo, nebo při česání vlasů hřebenem. Abychom mohli posoudit, jaký náboj mají různé materiály, můžeme využít triboelektrickou řadu. Řadí materiály podle toho, jaký náboj materiál třením získává. Látky umístěné v této řadě nahoře, se nabíjejí kladným nábojem (vzduch, kůže člověka, králičí srst, sklo, vlasy,…). Oproti tomu látky umístěné v řadě níže, se nabíjejí záporně (měď, zlato, PVC, silikon, teflon). Pro řadu platí, že čím dále od sebe látky umístěny, tím větší náboj si dokážou předat. Van de Graffův generátor se umí nabít na tisíce voltů, byly však vyrobeny i takové, které se nabijí až na miliony voltů. Kapacitu Van de Graaffova generátoru určuje do značné míry velikost kovové koule.