1 of 18

Megrázó fizika

Kiss Benedek,

Mészáros-Komáromy Botond,

Willburg Péter Donát

2 of 18

Van De Graaff Generátor

Kiss Benedek

3 of 18

Mi az a Van de Graaff generátor?

Van de Graaff generátor avagy szalaggenerátor.

Nagyfeszültség előállítására alkalmas elektrosztatikus generátor.

Kb. 50–200 kV-nyi feszültség előállításara képes.

    • De vannak nagyobbak is.

4 of 18

Működése

  1. Üres fémgömb (pozitív töltésű)
  2. Felső kefe
  3. Felső (plexi) henger
  4. Gumiszalag (pozitív része)
  5. Gumiszalag (negatív része)
  6. Alsó (fém) görgő
  7. Alsó kefe
  8. Kisütőgömb (negatív töltésű)
  9. Szikrakisülés

5 of 18

Története

1933: A tandem Van de graaff

12m magas.

Egy vagy több van de graaff generátorból áll.

1931: elérték az 1M Voltot.

60cm átmérőjű gömb.

Szabadalmaztatás

Ára kb. 90$

1929 októbere: az első működő modell.

Selyemszalaggal működött.

Fejlesztése 1929-ben indul meg.

Robert Jemison Van de Graaff (1901-1967) vezeti.

1993:

Pénzhiány miatt leállítják.

1983:

Elérik a 25M Voltot.

Létrejön a pelletron

Nukleáris vizsgálatok

Atommag szerkezeti vizsgálata.

1970:

Elérik a 14M Voltot.

Sf6 a szikrázás megakadályozására.

6 of 18

Mire lehet használni?

Szikrakisülés

Elektromos Segner-kerék.

Elektromos szél

Csúcshatás

Elektromos mező fogalma és szemléltetése

Elektromos vonzás–taszítás

Töltések reprezentálására

7 of 18

Elektromosság vs. az emberi test

Mészáros-Komáromy Botond

8 of 18

Ember, mint vezető

Két, különböző potenciálon lévő hálózatrészhez éréskor létrejön az áram a testben

A bennünk lévő víz a magas iontartalma miatt jó vezető

Elsődleges tényezők:

    • Áramerősség
    • Áram útja a testben
    • Kapcsolati idő

Másodlagos tényezők:

    • Bőr állapota
    • Életkor, nem
    • stb…

AC-1: nem észrevehető

AC-2: érzékelhető, de nem lesz jelentős izomösszerándulás

AC-3: izomösszerándulás jelentkezik

AC-4: megfordíthatatlan hatások, veszélyes

    • AC-4.1,2,3 a mesterséges szívroham esélyének növkedése

9 of 18

AC vs. DC

DC:

Például elem

Állandó áramerősségen folyik egy irányba

Elektrokémiai hatást vált ki, kémiailag bontja le az élő szövetet

AC:

Például konnektor

Periodikusan változó áramerősség, oda-vissza folyik az áram

Ennek hatására lesz izomösszehúzódás

10 of 18

Áramerősség csökkentése

A test ellenállásának >95%-át a bőr adja

    • Száraz: 20-30kΩ/cm2
    • Nedves: 0.5kΩ/cm2
    • Sérült: 0,2-0,3kΩ/cm2

Nagyfeszültség szikrákat okoz, ami átégetheti a bőrt

Megoldás: nem vezetünk magunkon keresztül áramot

11 of 18

Izomösszerándulás

Izmainkat gyenge elektromos jelekkel irányítjuk

Váltakozó áram periodikusan stimulálja az izmokat => nem tudjuk a vezetőt elengedni

(Egyenáram csak megfogáskor és elengedéskor)

Nagy áramerősségnél szívritmuszavar következhet be

12 of 18

Egyéb sérülések

Égési sérülések:

    • Nagy frekvencián (25-30kHz) a bőrhöz közel fog folyni az áram

Belső sérülések:

    • Szerveket rongál meg
    • Idegeket, vénákat jobban érinti, mint a csontokat => belső vérzés

Másodlagos sérülések:

    • Esések
    • Túlhevült vezető megérintése

13 of 18

Willburg Péter Donát

Önindukció és embersütés

14 of 18

Alapfogalmak

Mágneses fluxus:

B mágneses indukcióvektor és a felület szorzatával értelmezett fizikai mennyiség.

Jele: f

15 of 18

Alapfogalmak

Lenz-törvény:

    • Az áramkörbe kapcsolt tekercsben, vagy vezetőben,�mind bekapcsoláskor, mind pedig kikapcsoláskor �feszültség indukálódik. Az indukált feszültség �hatására létrejövő áram iránya bekapcsoláskor �az áramforrás feszültségével ellentétes, �míg kikapcsoláskor azzal megegyező irányú.

16 of 18

Önindukció

Ha a vezetőben folyó áram megváltozik, akkor az általa körülhatárolt területen mágneses fluxus változás is végbe megy és magában a vezetőben indukálódik feszültség.

Jele UL

Nagysága: UL = NΔΦ/Δt

17 of 18

kísérlet

A diákok össz ellenállása több ezer ohm

Telep lekapcsolása a tekercsről => mágneses tér változása => elektromos mező

A diákokon át vezet az egyetlen út

Az áram nagyon gyorsan csökken

18 of 18

Köszönjük a figyelmet.

Források:

Budó Ágoston: Kísérleti fizika II.

Leybold Didactic:

Iskolai Van de Graaff-generátor leírása