جستجو در همين سايت

 برای دریافت آموزشهای ویژوال بیسیک میتوانید آنها را در منوی موضوعات سایت  و با کلیک روی برنامه نویسی ویژوال بیسیک مشاهده کنید.این آموزشها در صفحه اصلی قرار داده نمیشوند.

 برای دسترسی سریع به مطالبی که فایلهایی برای دانلود دارند، میتوانید آنها را در منوی موضوعات سایت  و با کلیک روی دانلودهای فیزیک  یا دانلودهای رایانه مشاهده کنید.

بنام یگانه هستی بخش دانا

به پیشنهاد بعضی دوستان که گویا توضیحهای کتاب در مورد مولد واندوگراف برایشان کامل نبوده ،در این مطلب سعی میکنم که بعضی ابهامها در مورد این وسیله را برطرف کنم.البته شما میتوانید با جستجو در اینترنت به جوابهای مفیدی برسید ولی از آنجایی که بعد از بررسی بعضی از این جوابها متوجه شدم که یا خیلی سنگین پاسخ داده اند و یا توضیحهایشان کامل نیست و همچنین شکلهای کاملی برای توضیح بهتر نداشتند تصمیم گرفتم من هم  در حد توانم به کمک شکلهایی که ساختم پاسخی را آماده کنم که امیدوارم به رفع مشکل شما کمک کند.

همانطور که میدانید واندوگراف وسیله ایست که از آن برای ایجاد و ذخیره بار الکتریکی در یک مکان خاص استفاده میشود و به کمک آن میتوان اختلاف پتانسیلهای خیلی زیاد را برای کارهای آزمایشگاهی ،علمی و ... ایجاد کرد.

ساختمان واندوگراف

آنطور که از کتابتان میدانید اجزای اصلی مولد واندوگراف تشکیل شده از دو غلتک غیر هم جنس و یک تسمه لاستیکی که مانند شکل دور آنها پیچیده شده،همچنین یک کاسه فلزی داریم که بالای این مجموعه قرار گرفته و بوسیله برسهای سیمی(شانه)به غلتک بالایی وصل است.غلتک پایینی نیز به کمک یک شانه دیگر به زمین وصل میشود.یک موتور الکتریکی هم برای چرخاندن غلتکها و تسمه لازم است البته نمونه دستی آن هم وجود دارد

طرز کار واندوگراف

مهمترین عامل در کار واندوگراف انتقال بار الکتریکی از طریق مالش است.در مالش ، مواد بصورت نسبی عمل میکنند یعنی در هنگام مالش بین دو ماده همواره یکی دهنده الکترون است که بارش مثبت میشود و دیگری پذیرنده الکترون ،که بار منفی میگیرید.بعنوان مثال در واندوگراف مورد توضیح ما روکش غلتک از ماده ای است که بار مثبت میگیرد(فکر کنم روکشی شامل ترکیبات سلسیم باشد) وتسمه لاستیکی که بار منفی میگیرد.در حین چرخیدن غلتک پایینی سطح تسمه با سطح غلتک مالش پیدا میکند و بار مانند آنچه در شکل نشان داده ام روی آنها ذخیره میگردد. به شکل خوب توجه کنید خیلی از حرفها را درشکل گفته ام .سطح خارجی غلتک بار مثبت و سطح تسمه از داخل بار منفی میگیرد حال بار الکتریکی روی تسمه در اطراف خود میدانی ایجاد میکند که سبب میشود  اتمهای سمت دیگر تسمه قطبیده شده طوری که قطب الکتریکی منفی آنها سمت بیرون قرار میگیرند.در این حالت با برخورد مولکولهای هوا به این سمت از تسمه و تبادل بار ، مولکولهای هوا یونیزه شده ،بار منفی میگیرند و سطح دیگر تسمه که راحتتر الکترون از دست میدهد دارای بار مثبت میشود(البته از آنجایی که تسمه لاستیکی نارسانای صددرصد نیست بخشی از ایجاد بار مثبت در سمت دیگر تسمه ناشی از انتقال بار نیز میباشد)

حال هنگام مالش تسمه با غلتک بالایی از آنجایی که غلتک نسبت به تسمه گیرنده الکترون است خواهان پذیرفتن الکترون از تسمه است و تسمه نیز خواهان دادن الکترون میباشد ولی این الکترون را از مولکولهای خود نمیدهد بلکه از الکترون اضافه ای که روی سطح خودش داشت آنرا تامین میکند.در این حالت بشکل ایده آل تمام الکترونهای سطح داخلی تسمه به غلتک داده میشوند.اما بارهای مثبت سطح بیرونی تسمه بوسیله شانه ای که به آن وصل است به کلاهک فلزی واندوگراف منتقل میشود بنابراین تقریبا تسمه بعد گذر از غلتک بالا هیچ باری ندارد(البته  در حالت ایده آل فرضی)اما در حالت واقعی همواره مقداری بار روی سطح تسمه میماند که آنرا با شانه پایینی به زمین منتقل میکنیم.این روند  آنقدر ادامه پیدا میکند که سطح کلاهک فلزی به اشباع برسد.البته دائما این سطح با مولکولهای هوا در حال تبادل بار است پس اگر بتوانیم با افزایش سرعت تسمه میزان دادن بار را نسبت به میزان کاهش بار توسط مولکولهای هوا جبران کنیم میتوانیم بار بیشتر روی سطح کلاهک و در نتیجه اختلاف پتانسیل قویتری ایجادکنیم.اتصال زمین خوب هم میتواند کمک مفیدی در این روند انجام دهد زیرا اگر سطح تسمه بطور موثری از بارهای اضافه خالی نشود بعد از مدتی توانایی انتقال بار را به کلاهک از دست میدهد.

نکته : اگر بخواهیم نوع بار کلاهک عوض شود کافی است غلتکها را جابجا کنیم. 

سوالی که معمولا برای دانش آموز پیش می آید این است که تسمه با غلتک مالش ندارد و فقط در نقاطی با آن تماس پیدا کرده و سپس هنگام چرخش از آن جدا میشود ، چطور میگوییم مالش اتفاق افتاده؟

جواب : تسمه بدلیل شکل کشسانش در نقاط تماس مجبور است که از شکل غلتک پیروی کند برای این تغییر شکل این نقاط باید روی غلتک در فاصله های کوچک مالیده و کشیده شوند تا عمل جابجایی تسمه انجام شود.ضمن اینکه اگر ما غلتک و تسمه را طوری به هم وصل کنیم که مقدار مالش بیشتر داشته باشند یعنی غلتک و تسمه کاملا از هم پیروی نکنند یا تسمه روی غلتک بلغزد(برای اینکار باید تسمه را خیلی سفت به غلطک وصل نکرد و باید تسمه کمی شل باشد) عمل انتقال بار بهتر صورت میگیرد.

برای پی بردن به تاریخچه ساخت و موارد کاربرد واندوگراف و همچنین برخی تصویرهای آزمایشگاهی و نحوه ساخت یک واندوگراف آزمایشی در خانه میتوانید با جستجو در اینترنت جوابهای مفیدی پیدا کنید.

نمايش اين کد فقط در ادامه مطلب براي قرار کد مورد نظر به ويرايش قالب مراجعه کنيد
برچسب ها : واندوگراف , الکتریسیته ساکن , اختلاف پتانسیل زیاد ,

مطالب مرتبط
ارسال فایلهای تدریس
ارسال جزوه نانو
ساعت آفتابی
آزمایشگاه مجازی فیزیک
تمرینهای تکمیلی فصل2 ، 3 و 4 -فیزیک2
نرم افزار بخشهای نور فیزیک1
سرعت فرار و اشتباهات رایج
نسبیت 4-برخی فرمولهای ساده نسبیت
نسبیت3-نسبیت به زبان ساده
نسبیت2-سرعت نور