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2024年4月 2日 (火)

自作バンデグラフ起電機

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 今月から自宅警備会社SEとして勤務しているのですが,相変わらず高校物理関係の工作をしています。
数か月前から少しずつ作っていたバンデグラフ起電機(ヴァンデグラフ起電機)がとりあえず完成したのでご紹介します。
 上部ローラーはアルミパイプ,下部ローラーはテフロンテープを巻いたサインペンの軸を使っています。ベルトはホームセンターで買った太い輪ゴムです。
 はじめは「正に帯電しやすいアクリルパイプと負に帯電しやすいテフロンがいいかな」と思って作ったのですが,アクリルパイプよりアルミニウムパイプの方が強く帯電する感じです。帯電列を見るとアクリルとアルミニウムの位置は近いところにあります。
構造の模式図はこんな具合 ↓
Vandegraaff
 剥離で生じた静電気をゴムベルトで運び,上下の集電子でそれぞれ拾い集めます。集電子はベルトに接触しない方が良い感じです。

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 モーターはパーツ箱にあったものです。6Vかけて回してますが,たぶん12Vまで大丈夫なモーターだったと思います。
集電子で集めた負電荷は装置を乗せてあるアルミ板に送り,さらにこのアルミ板に床に広げた3メートルほどのビニール線をつないでます。これがカウンターポイズ(仮想接地)となって,発電性能がアップします。

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 それほど高速回転するわけではありませんが,とりあえずボールベアリングも使っています。

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 集電子で集めた正電荷はアルミ線を通して上にかぶせるアルミ缶や2個のボウルで作った中空金属球に送ります。透明円筒は百均セリアで買った500mLプラボトルです。

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 モーターを回すと,写真のように3cm程度の距離で放電します。3万ボルトくらいの電圧が出ているということでしょうか。負に帯電している金属球はコレです。では,動画でどうぞ ↓

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