밴더그래프 發電機 (Van de Graaff generator)는 美國의 物理學者 로버트 J. 밴더그래프 에 依해 1929年에 發明된 停戰 起電機 (靜電 起電器)이다. 內部의 벨트를 利用하여 殿下 를 모아 위쪽에 設置한 金屬共에 蓄積한다. 매우 높은 水準까지 電位差 를 만들수 있어 높은 電壓 을 낼 수 있지만 貯藏할 수 있는 電流 는 작다. ^[1] 오늘날의 밴더그래프 發電機는 最大 5 메가볼트 以上 電位差를 만들어낼 수 있다. 冊床 위에 올려 놓을 수 있는 크기 程度의 것도 1十萬 볼트의 電位差를 만들어 放電 스파크를 볼 수 있다. 小型 밴더그래프 發電機는 靜電氣 의 敎育用이나 놀이用으로 製作된다. 科學 博物館 과 같은 곳에서는 매우 큰 밴더그래프 發電機를 設置하기도 한다.

밴더그래프 發電機는 元來 物理學 硏究를 위한 粒子 加速器 로 開發되었다. 높은 電位差를 利用하여 아원자 粒子 를 加速할 때 쓰였다. 1930年代에 사이클로트론 이 開發되기 前까지 가장 强한 粒子 加速 能力을 보였다. 核意學 分野에서는 如前히 밴더그래프 發電機로 에너지 粒子를 加速하여 엑스線 을 發生시킨다. 두 個의 發電機를 結合하여 하나는 陽電荷를 蓄積하고 다른 하나는 陰電荷를 蓄積하면 두 倍의 效果를 볼 수 있다. 이를 "탠덤 밴더그래프 加速器"(tandem Van de Graaff accelerator)라고 하는데, 브룩해븐 國立 硏究所의 텐番 밴더그래프 는 3千萬 볼트의 電位差를 만들어낸다.

밴더그래프 發電機의 最大 電位差는 空氣의 絶緣破壞 때문에 일어나는 코로나 放電 때문에 5 메가볼트가 限界이다. 産業用으로 쓰이는 밴더그래프 發電機는 絶緣 氣體를 채워 넣은 탱크에 設置하며 이 境遇엔 25 메가볼트까지 電位差를 낼 수 있다.

槪要 [ 編輯 ]

簡單한 밴더그래프 發電機는 고무와 같이 柔軟한 絶緣體 로 된 벨트가 서로 다른 材質의 金屬 롤러에 걸려 있는 構造를 갖고 있다. 윗쪽 金屬은 金屬으로 된 求刑 덮개가 감싸고 있다. ^[2] 그림의 (2)番과 (7番)의 두 電極 은 뾰족한 形態의 金屬 핀으로 롤러 近處에 놓여 帶電된다. (2)番 電極은 덮개와 連結되어 있고, (7)番 電極은 接地 되어 있다. 밴더그래프 發電機는 摩擦電氣 를 일으키는 方式으로 帶電된다. 서로 다른 金屬으로 된 롤러의 電子 친화도 가 다르기 때문에 롤러가 돌아가며 發生된 靜電氣 傳하는 陰電荷와 陽電荷로 나뉘어 몰리게 된다. 윗쪽 롤러의 傳하는 다시 近處의 電極을 통해 덮개에 蓄積된다. 덮개의 模樣은 꼭 구형일 必要는 없지만 傳하는 뾰족한 곳에 몰리는 性質을 지니므로 되도록 부드러운 曲面이어야 한다.

밴더그래프發電機가 낼 수 있는 最大 電位差는 덮개의 지름과 電氣場의 크기를 곱한 값이 된다. 그러나 덮개의 지름이 커지더라도 一定 程度 電壓이 올라가면 둘러싸고 있는 氣體와 코로나 放電을 일으키게 되어 그 보다 올라갈 수는 없다. 標準 溫度 壓力 에서 待機 의 絶緣破壞 電壓은 約 30 kV/cm이다. 따라서 지름 30 cm 假量의 밴더그래프 發電機라면 約 450 kV에서 空氣와 코로나 放電을 일으키게 된다.

特許 [ 編輯 ]

• US1991236 - 停戰 起電機
• US2922905 - 陽電子 加速器의 電子 部下 減少를 위한 裝置

같이 보기 [ 編輯 ]

• 人物
  • 로버트 J. 밴더그래프
• 高電壓 (High voltage)
• 摩擦電氣
• 靜電氣
• 靜電氣 誘導 (Electrostatic induction)

各州 [ 編輯 ]

위키미디어 共用 에 關聯된
미디어 分類가 있습니다.

밴더그래프 發電機