Τι είναι μια ηλεκτροστατική γεννήτρια;

Μια ηλεκτροστατική γεννήτρια είναι μια συσκευή που παράγει υψηλές τάσεις, συσσωρεύοντας σταδιακά ένα φορτίο μέσω ενός ρεύματος χαμηλής ισχύος, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να αποθηκευτεί για μεταγενέστερη χρήση.Αυτές οι συσκευές μετατρέπουν τη μηχανική δράση σε ηλεκτρικό φορτίο, παράγοντας αυτό που είναι γνωστό ως στατική ηλεκτρική ενέργεια, όπως αυτή που δημιουργείται όταν κατοικείτε μια γάτα ή τρίβετε ένα μπαλόνι στα μαλλιά σας, αλλά σε πολύ μεγαλύτερες ποσότητες.Η πρώτη ηλεκτροστατική γεννήτρια πιστεύεται ότι έχει επινοηθεί από τον Otto von Guericke στα τέλη του 17ου αιώνα.

Οι συσκευές αυτού του τύπου γενικά εμπίπτουν σε δύο κατηγορίες: TriboElectric ή μηχανές τριβής και μηχανές ηλεκτροστατικής επαγωγής.Και οι δύο τύποι μηχανών παράγουν τον ίδιο τύπο ηλεκτρικού ρεύματος αλλά με διαφορετικούς τρόπους.Η πρώτη ηλεκτροστατική γεννήτρια ήταν μια μηχανή τριβής, αλλά αργότερα οι βελτιώσεις εισήγαγαν πιο προηγμένες μηχανές του τύπου ηλεκτροστατικής επαγωγής.

Οι ηλεκτροστατικοί γεννήτριες τύπου τριβής βασίζονται στο Triboelectric Effect, το οποίο είναι η δημιουργία ενός μικρού ηλεκτρικού ρεύματος όταν δύο υλικά τρίβονται μεταξύ τους.Το πρώτο μηχάνημα είχε μια περιστρεφόμενη σφαίρα θείου που συγκέντρωσε ένα ηλεκτροστατικό φορτίο με το τρίψιμο του χέρι ενάντια σε αυτό καθώς γύρισε.Οι μεταγενέστερες έρευνες έδειξαν ότι άλλα υλικά, όπως το γυαλί, θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν.

Οι ηλεκτροστατικές μηχανές επαγωγής, που ονομάζονται επίσης μηχανές επιρροής, λειτουργούν στην αρχή της φόρτισης με επαγωγή.Μέσω αυτής της διαδικασίας, ένα φορτισμένο αντικείμενο μπορεί να μεταδώσει μια αντίθετη φόρτιση σε ένα άλλο αντικείμενο απλώς τοποθετημένο κοντά στο δεύτερο αντικείμενο.Αυτή η διαδικασία συνδυάζεται με κάποιο είδος μηχανικής λειτουργίας, όπως ένα περιστρεφόμενο δίσκο γυαλιού, για να προσθέσετε συνεχώς φορτίο στο αντικείμενο αποθήκευσης.

Μια γεννήτρια van de graff είναι μια προηγμένη ηλεκτροστατική γεννήτρια του τύπου επαγωγής.Ορισμένες από τις μεγαλύτερες μηχανές ηλεκτροστατικής γεννήτριας μπορούν να παράγουν χρεώσεις έως και 10 εκατομμυρίων βολτ.Πρώτα εισήχθη από ερευνητές στο MIT το 1929, αυτός ο τύπος ηλεκτροστατικής γεννήτριας είναι ο πιο γνωστός, έχοντας εμφανιστεί σε πολλές ταινίες και τηλεοπτικές εκπομπές ως δημοφιλές στοιχείο στα εργαστήρια Mad Scientist.Αυτές οι συσκευές έχουν μεγάλη νόμιμη επιστημονική αξία, ωστόσο.

Μηχανές όπως η γεννήτρια Van de Graff και άλλες ηλεκτροστατικές γεννήτριες είναι κοινές στις ρυθμίσεις διδασκαλίας και επίδειξης, όπως τα εργαστήρια φυσικής ή τα μουσεία.Χρησιμοποιούνται συνήθως για να αποδείξουν τις ιδιότητες της στατικής ηλεκτρικής ενέργειας και των φαινομένων που σχετίζονται με ηλεκτρικό ρεύμα υψηλής τάσης.Έχουν επίσης βρει χρήσεις σε σωλήνες ακτίνων Χ και σε άλλες ιατρικές εφαρμογές, καθώς και στην έρευνα φυσικής, τη βιομηχανία και την επεξεργασία τροφίμων.