A to ciekawe
iedy  stojąc na otwartym terenie do ziemi po karoserii, zgodnie z re- zamontowaniem na płycie głównej
K w czasie burzy  czujemy, że wło- gułą rozmieszczania ładunku na ze- komputera. Przypadkowe wyładowa-
sy  stają nam dęba , to powód, by wnętrznej stronie przewodników. Prze- nie elektryczne, iskierka powstająca
się zaniepokoić. Świadczy to bowiem wodząca osłona chroniąca wnętrze podczas przypadkowego potarcia,
o dużym natężeniu pola elektrycznego, przed wyładowaniami nazywa się niedostrzegalna gołym okiem, może
które przyciąga na wszelkie  wystają- klatką Faradaya  taką klatką jest też bowiem zniszczyć kość wartą kilkaset
ce w górę przewodniki (np. na naszą kopuła w generatorze VdG. Stosuje złotych! Ochroną jest zawinięcie ukła-
głowę) ładunek przeciwny do ładunku się ją także, chroniąc podzespoły elek- du scalonego w folię przewodzącą,
chmury. Duże natężenie pola może troniczne (pamięci, procesory) przed pełniącą funkcję klatki Faradaya.
zaś zapowiadać uderzenie pioruna.
W takim przypadku warto natychmiast
znalez
ć sobie bezpieczne schronienie.
Najlepiej poszukać jakiegoś rowu lub
dołu  jeśli tam wskoczymy, mamy naj-
większe szanse, że nie ściągniemy na
siebie wyładowania. Najlepiej jednak
schronić się w budynku wyposażonym
w piorunochrony.
Na czym polega ochronne działanie
piorunochronów? Wysoko umieszczo-
ny pręt przewodzący prąd, połączony
z ziemią, ściąga ładunki z atmosfery.
Wyładowanie nastąpi właśnie na tym
przewodzie, omijając inne drogi, gdzie
mogłoby dokonać zniszczeń lub wy-
wołać pożar.
A jak się zachować w trakcie po-
dróży samochodem lub autobusem?
W czasie burzy zaleca się pasażerom
i kierowcy pozostawanie wewnątrz po- Generator zbudowany przez Roberta J. Van de Graaffa w 1929 roku do dziś można
jazdu. Jeśli uderzy w niego piorun, to zobaczyć w akcji. W bostońskim Thomson Theatre of Electricity stanowi główną
w zasadzie prąd powinien przepłynąć atrakcję pokazów dla publiczności
Więcej doświadczeń
W internecie
enerator VdG można wyko- krzyżowania się drutów (tam gdzie
Gnać samodzielnie. Kilka poży- odległość między nimi jest niewielka) Uwaga! Wysokie napięcie
tecznych wskazówek można zna- zaczynają przeskakiwać iskry. Generator Van de Graaffa
lez
ć w internecie. Na rysunku obok http://en.wikipedia.org/wiki/Van_de_
przedstawione jest nieco inne urzą- Graaff_generator Chcesz poczuć, jak przepływa przez ciebie 400 000
dzenie: ciekawy wariant maszyny
woltów? Umożliwi ci to Generator Van de Graaffa,
elektrostatycznej zaprojektowany Ciekawostki dla zainteresowanych
który pokazujemy na naszej wystawie. Wytwarzane
przez Kelvina. Składa się ono z naczy- elektrostatyką
nia z wodą, z którego ciecz spływa http://amasci.com/emotor/vdg.html
przez niego ładunki powodują powstawanie efektow-
cienkimi strugami do dwóch naczyń
nych iskier. Ale takie same ładunki mogą stać się groz
-
umieszczonych poniżej tego naczy- Muzeum Nauki w Bostonie  historia
nia. Do każdego z dolnych naczyń genaratora Van de Graaffa
nym piorunem lub wyładowaniem niszczącym
przyspawano drut, na końcu które- www.mos.org/sln/toe/history.html
komputer. Jak się przed nimi chronić?
go znajduje się pierścień z blaszki
otaczającej spadającą strugę wody, Zbuduj własny generator VdG
przy czym woda powinna rozdzielać www.amasci.com.
się na krople właśnie wewnątrz pier-
ścienia. Po pewnym czasie w miejscu
CENTRUM NAUKI
KOPERNIK
www.kopernik.org.pl
CENTRUM NAUKI
KOPERNIK
Eksperymentuj!
Eksperymentuj!
Fot. University Corporation for Atmospheric Research/Carlye Calvin, East News/SPL; rys. Małgorzata Świentczak
Eksperymentuj!
Trochę teorii O historii
dolnej rolki, drugie podobne ostrze, Wewnątrz kopuły następuje odebra- ierwszy generator, działający na ta-
połączone z kopułą i znajdujące się nie ładunku z pasa, przy czym górne Pkiej samej zasadzie jak pokazywany
naprzeciw górnej rolki. ostrze spełnia funkcję podobną do na wystawie, został skonstruowany
Wprawienie pasa w ruch (wystarczy dolnego, jednak działa w przeciwną oczywiście przez Roberta Van de Gra-
ręczna korbka połączona z dolną rol- stronę. W tym punkcie trzeba przy- affa, fizyka z Massachusetts Institute
ką, choć najczęściej generatory VdG wołać podaną na początku regułę of Technology (USA), w 1929 roku.
są wyposażone w silnik elektryczny)  odebrany przez ostrze ładunek na- Van de Graaff już jako student był za-
powoduje rozdzielenie ładunków, czyli tychmiast odpływa na zewnętrzną fascynowany dużymi iskrami powstają-
naładowanie pasa i rolki ładunkami stronę kopuły, zatem ostrze działa cymi podczas pracy prasy drukarskiej,
przeciwnymi. Jest to powszechnie zna- jak bramka jednokierunkowa, stop- kiedy wstęga papieru szybko przewija
ny efekt  elektryzowania przez potar- niowo gromadząc na kopule coraz się przez rolki maszyny i wskutek tego
cie  w podobny sposób powstają większy ładunek. Nawet niewielki elektryzuje się.
iskierki podczas np. zdejmowania weł- generator Van de Graaffa, taki jak
nianego swetra nałożonego na koszulę pokazywany na naszej wystawie, jest
z tworzywa sztucznego. Najczęściej w stanie wytworzyć napięcie sięgające
(jednak nie zawsze!  zależy to od 400 kV, czyli ponad 1000 razy wyższe
obu materiałów) rolka elektryzuje się od sieciowego! Na szczęście nie jest
dodatnio, a pas ujemnie. ono w najmniejszym stopniu groz
ne
Stosunkowo duży ładunek rolki po- dla użytkowników. W najgorszym
woduje powstawanie na ostrzu ła- przypadku (jeśli nie przestrzega się
dunku przeciwnego znaku (w naszym poleceń animatorów) można doznać
przypadku jest to ładunek ujemny). niemiłego  kopnięcia , gdyż natężenie
Duża koncentracja ładunku na ma- prądu wytwarzanego przez generator Badaniem zjawisk elektrycznych zajmował się
łej powierzchni ostrza powoduje, że nie przekracza kilkudziesięciu mikro- także Benjamin Franklin (1706 1790). Był on
następuje tzw. wyładowanie koro- amperów. W praktyce po dotknięciu człowiekiem o szerokich zainteresowaniach
nowe: silne pole elektryczne jonizuje kopuły napięcie natychmiast spada  politykiem, dyplomatą, pisarzem, filozofem
powietrze wokół ostrza, jony dodatnie prawie do zera, a płynący wtedy nie- i naukowcem. Z naukowych odkryć Franklina
(niezaznaczone na rysunku) wędrują wielki prąd jest już niewyczuwalny najbardziej znany jest wynalazek piorunochro-
do ostrza i ulegają tam zobojętnieniu, dla człowieka. nu. Uporządkował on ponadto ówczesne
a jony ujemne odpływają w stronę Jonizację powietrza wokół nała- pojęcia na temat elektryczności
rolki. Na ich drodze przebiega jednak dowanego metalowego ostrza i od-
pas, na którym osiadają i są unoszone pychanie jonów tego samego znaku
do góry razem z nim. można obserwować jako tzw. wiatr
Współczesne zastosowania
Zabawa z generatorem Van de Graaffa to żelazny punkt programu we wszystkich elektryczny (np. odchylenie płomienia
centrach nauki,  stające dęba włosy bawią wszystkich niezależnie od wieku świecy od ostrza), gdyż ruch jonów
grzebień górny
pociąga za sobą niewielki strumień
powietrza. Jeszcze bardziej efektowne kazało się, że urządzenie opra- pracownie naukowe, ale także mu-
metalowa kopuła
laczego włosy człowieka  sta- Wynika to ze wzajemnego odpycha- jest działanie tzw. młynka Franklina Ocowane przez Van de Graaffa zea do badania zabytków, dzieł sztuki
Dją dęba , gdy jest on połączony nia ładunków, co skłania je do mak-  blaszki z przeciwnie skierowanymi jest w stanie osiągać bardzo wysokie i obiektów archeologicznych. Jednym
z elektrodą generatora Van de Gra- symalnego oddalenia (miłośnikom ostrzami (rysunek poniżej) osadzo- napięcia (wielkie konstrukcje osiąga- z takich muzeów wyposażonym w ak-
affa? Odpowiedz
jest prosta  wło- fizyki opartej na solidnej podstawie nej na pionowej igle podłączonej do ły nawet powyżej 10 mln woltów) celerator VdG jest paryski Luwr.
sy wzajemnie odpychają się, gdyż są matematycznej radzimy zapoznać się elektrody generatora Van de Graaffa. i są przydatne w akceleratorach do
naładowane ładunkiem tego samego z bardziej wyrafinowanym uzasadnie- Odpychanie powietrza przez ostrza nadawania wielkich energii cząstkom
znaku. Czy ładunki przekazane przez niem tego stwierdzenia, opartym na powoduje efekt odrzutu i blaszka za- naładowanym. W dzisiejszych akcele-
ładunki
elektrodę generatora rozkładają się tzw. prawie Gaussa). Reguła ta jest też czyna wirować. ratorach stosuje się także wiele innych
elektryczne
w całej objętości ciała, czy też może zasadą działania samego generatora metod rozpędzania cząstek elemen-
włosy mają jakąś szczególną zdolność Van de Graaffa. tarnych, ale metoda VdG nie wyszła
do magazynowania tego ładunku? Jak działa generator Van de Graaffa? Młynek Franklina całkowicie z użycia. Akceleratory Van
U czarownic włosy są przecież, jak Budowa generatora (rysunek obok) de Graaffa znajdują też zastosowanie
pas transmisyjny
wiadomo, siedzibą mocy diabelskiej& nie jest specjalnie skomplikowana. techniczne przy wytwarzaniu bardzo
Mówiąc poważnie, takie, a nie inne Izolowana od ziemi metalowa kopu- krótkich promieni rentgenowskich.
zachowanie włosów wynika stąd, że ła, pas z materiału izolującego (gumy Dzisiaj najczęściej spotykamy się z nie-
wystają one poza nasze ciało, które lub plastyku) rozpięty na dwóch rol- wielkimi akceleratorami, w których
jest nie najgorszym przewodnikiem. kach, z których jedna znajduje się we wykorzystano pomysł mechanicznego
Jedna z podstawowych reguł elektro- wnętrzu kopuły, metalowe ostrze (lub przenoszenia ładunkow elektrycznych
statyki głosi zaś, że ładunek przewod- zespół ostrzy   grzebień ) połączone zaproponowany przez Van de Gra-
nika rozkłada się na nim z zewnętrznej przewodem z ziemią, położone w nie- affa. Akceleratory te służą obecnie Oparte na pomyśle Van de Graaffa akceleratory
grzebień dolny
strony. wielkiej odległości od pasa naprzeciw do badania materiałów. Używają ich służą dziś w muzeach do badania dzieł sztuki
Eksperymentuj!
Fot. East News/SPL, University of Alabama, Corbis, SRS Daresbury Laboratory; rys. Małgorzata Świentczak 2x