Читаем Юный техник, 2004 № 07 полностью

Сегодня почти вся электроэнергия получается в генераторах, действующих на принципах магнитной индукции. Они развивают токи в тысячи ампер напряжением в тысячи вольт. Но технике иногда нужны токи не большие, но при напряжении в сотни тысяч и миллионы вольт. Их легче получать в электростатических генераторах. Простейшим из таких генераторов вы пользуетесь каждый день. Когда вы проводите по сухим волосам расческой, слышен треск и летят искры длиною до 5 см. Это соответствует напряжению 3…5 тысяч вольт!

В опытах для ускорения заряженных частиц требуются напряжения в миллионы вольт, и расческой здесь, конечно, не обойтись. Получают высокие напряжения при помощи электростатического генератора, изобретенного голландским физиком Ван де Граафом в 1931 году.

Состоит генератор из замкнутой в кольцо резиновой ленты, натянутой на двух шкивах. Верхний шкив находится в полости металлического шара, нижний расположен снаружи (см. рис. 1).

Рис. 1.Генератор Ван де Граафаокружен защитной оболочкой, которая делает его безопасным для окружающих. Внутри оболочки сухой сжатый воздух легко выдерживает напряжение в миллионы вольт. Собственно генератор состоит из полированного медного золоченого полушария на фарфоровом изоляторе и зарядного устройства. Зарядка шара производится при помощи двух бесконечных резиновых лент (на рисунке показаны красным). Генератор, построенный по такой схеме, служил для получения искусственных радиоактивных элементов.

К нижнему концу ленты прикасается проволочная гребенка, соединенная с источником напряжения в несколько тысяч вольт. Под ее влиянием лента электризуется и переносит появившиеся на ней заряды внутрь полости металлического шара. Там она входит в соприкосновение с такой же гребенкой, но соединенной с шаром. В результате заряды стекают с ленты и оказываются на шаре. По мере вращения ленты заряд на шаре растет.

Рано или поздно его электрическое поле достигает такой силы, что начинает срывать заряды с поверхности ленты и они уже перестают достигать полости шара. Зарядка его прекращается. К тому времени шар удается зарядить до потенциала 15–20 миллионов вольт.

Один из самых крупных генераторов Ван де Граафа был построен в СССР до Второй мировой войны. На двух фарфоровых изоляторах высотой около 20 м были установлены пятиметровые металлические шары. К одному из них внутрь подходила лента генератора. Разность потенциалов между шарами достигала 15 миллионов вольт. Получались молнии длиною более 15 м!

Однако время, необходимое для одной зарядки, превышало десять минут. Поэтому средняя электрическая мощность такого генератора не превышала 100 ватт.

Для лабораторных целей подобные генераторы выпускают и сегодня, но мощность их за эти годы возросла незначительно. Однако энергетики хотели бы иметь сверхвысоковольтный генератор на мощность в миллионы киловатт. Он позволил бы заметно упростить электростанции и передавать высокое напряжение на огромные расстояния почти без потерь. Пытаясь решить задачу «в лоб» при помощи генератора Ван де Граафа, они подсчитали, что для этого площадь его ленты нужно увеличить в тысячи раз и во много раз увеличить скорость ее движения. Такую машину создать нельзя. Нужно искать новые принципы.

Один из вариантов — замена ленты заряженными пылинками. Их общая площадь получалась огромной. Эти пылинки должны были двигаться со сверхзвуковой скоростью, влекомые потоком газа реактивного двигателя. Учитывая огромную мощность струи реактивного двигателя, ученые надеялись, что такая установка сможет заменить целую ГРЭС.

Первые эксперименты со сжатым воздухом от компрессора, поставленные в конце 60-х годов прошлого века, подтвердили правильность идеи. Но при попытке подключить реактивный двигатель возникло множество неожиданных трудностей, а потом публикации о работах в этой области исчезли.

Перейти на страницу:

Похожие книги

Образы Италии
Образы Италии

Павел Павлович Муратов (1881 – 1950) – писатель, историк, хранитель отдела изящных искусств и классических древностей Румянцевского музея, тонкий знаток европейской культуры. Над книгой «Образы Италии» писатель работал много лет, вплоть до 1924 года, когда в Берлине была опубликована окончательная редакция. С тех пор все новые поколения читателей открывают для себя муратовскую Италию: "не театр трагический или сентиментальный, не книга воспоминаний, не источник экзотических ощущений, но родной дом нашей души". Изобразительный ряд в настоящем издании составляют произведения петербургского художника Нади Кузнецовой, работающей на стыке двух техник – фотографии и графики. В нее работах замечательно переданы тот особый свет, «итальянская пыль», которой по сей день напоен воздух страны, которая была для Павла Муратова духовной родиной.

Павел Павлович Муратов

Биографии и Мемуары / Искусство и Дизайн / История / Историческая проза / Прочее
Рахманинов
Рахманинов

Книга о выдающемся музыканте XX века, чьё уникальное творчество (великий композитор, блестящий пианист, вдумчивый дирижёр,) давно покорило материки и народы, а громкая слава и популярность исполнительства могут соперничать лишь с мировой славой П. И. Чайковского. «Странствующий музыкант» — так с юности повторял Сергей Рахманинов. Бесприютное детство, неустроенная жизнь, скитания из дома в дом: Зверев, Сатины, временное пристанище у друзей, комнаты внаём… Те же скитания и внутри личной жизни. На чужбине он как будто напророчил сам себе знакомое поприще — стал скитальцем, странствующим музыкантом, который принёс с собой русский мелос и русскую душу, без которых не мог сочинять. Судьба отечества не могла не задевать его «заграничной жизни». Помощь русским по всему миру, посылки нуждающимся, пожертвования на оборону и Красную армию — всех благодеяний музыканта не перечислить. Но главное — музыка Рахманинова поддерживала людские души. Соединяя их в годины беды и победы, автор книги сумел ёмко и выразительно воссоздать образ музыканта и Человека с большой буквы.знак информационной продукции 16 +

Сергей Романович Федякин

Биографии и Мемуары / Музыка / Прочее / Документальное
100 легенд рока. Живой звук в каждой фразе
100 легенд рока. Живой звук в каждой фразе

На споры о ценности и вредоносности рока было израсходовано не меньше типографской краски, чем ушло грима на все турне Kiss. Но как спорить о музыкальной стихии, которая избегает определений и застывших форм? Описанные в книге 100 имен и сюжетов из истории рока позволяют оценить мятежную силу музыки, над которой не властно время. Под одной обложкой и непререкаемые авторитеты уровня Элвиса Пресли, The Beatles, Led Zeppelin и Pink Floyd, и «теневые» классики, среди которых творцы гаражной психоделии The 13th Floor Elevators, культовый кантри-рокер Грэм Парсонс, признанные спустя десятилетия Big Star. В 100 историях безумств, знаковых событий и творческих прозрений — весь путь революционной музыкальной формы от наивного раннего рок-н-ролла до концептуальности прога, тяжелой поступи хард-рока, авангардных экспериментов панкподполья. Полезное дополнение — рекомендованный к каждой главе классический альбом.…

Игорь Цалер

Биографии и Мемуары / Музыка / Прочее / Документальное