Van de Graaff Jeneratörü

Bir Fen Bilgisi dersinde, her öğrencinin bir Van de Graaff Tesla Bobini’ni çalışırken görme şansı yakalaması gerekir.
Bu elektrikli cihazlar, elektrik özelliklerini göstermek için eğlenceli bir yoldur.

Sık sık “statik jeneratör” olarak adlandırılan veya “saçınızı ayağa kaldıran şey” olarak adlandırılan Van de Graaff, jeneratörün üstündeki topa pozitif bir yük getiren bir kayış kullanır.
Bu top, jeneratöre klasik şeklini verir.

Van de Graaff jeneratörü hareket eden bir kayış yardımıyla içi boş bir kürede yüksek gerilim biriktirmeye yarayan bir elektrostatik jeneratördür.

1929 yılında Amerikalı fizikçi Robert Jemison Van de Graaff tarafından icat edilen bu jeneratörde potansiyel farkı 5 megavolta kadar çıkabilir.
Bu araç bir üreteç ve ona paralel bağlı bir kondansatör ile çok büyük bir elektriksel direnç olarak da düşünülebilir.
Yük, iletkenin içinde herhangi bir yere yerleştirildiğinde, dış yüzeye doğru hareket eder ve iletkenin içinde alan sıfır olur.

Robert Van de Graaff bu düşünceden faydalanarak 1931 yılında, yüklü parçacıkları yüksek kinetik enerjisine çıkaran hızlandırıcı inşa etmiştir.
Bu yüksek enerjili parçacıklar, kanser tedavisinde de olduğu gibi maddenin mikroskobik yapısını anlamak için kullanılır.

Yalıtkan bir kayış (veya zincir) içi boş bir iletkene sürekli yük taşır ve yükler iletkenin dış yüzeyinde birikirler.
Yüzeyde yükler arttıkça iletken kürenin elektrik potansiyeli de artar.
Yük bir iyon kaynağı tarafından üretilir.
Atomların işareti yüksek potansiyelin olduğu bölgeden dışarı itilecek şekildedir ve böylece atomlar hızlanır.
Bu düzeneklere Van de Graaff hızlandırıcısı veya jeneratörü denir.

Günümüzde küçük çaplı olanları deney amaçlı kullanılsa da, daha büyük olanları röntgen cihazlarında,
çeşitli sterilizasyonlarda, hatta parçacık hızlandırıcılarda elektrik ihtiyacını karşılamak için kullanılabilir.

Van de Graaff Jeneratörünün Parçaları:

1 – İletken metal küre
2 – Kayıştaki pozitif elektrik yükünü alıp, küreye ileten elektrot fırça
3 – Üst taraftaki iletken metal rulman
4 – Lastik kayışın pozitif yüklü tarafı
5 – Lastik kayışın negatif yüklü tarafı
6 – Alt taraftaki metal rulman
7 – Lastik kayışı döndürmek için kullanılan motor
8 – Yüksek voltajlı elektrik enerjisi kaynağı
9 – Kayıştaki negatif elektrik yükünü alıp, küçük küreye ileten elektrot fırça
10 – Yalıtkan silindir
11 – Negatif yükleri küçük küreye aktaran iletken tel
12 – Negatif yüklerin toplandığı küçük metal küre
13 – Küçük küreyi tutmaya yarayan sap