Напряжение указано в киловольтах?

Нет: на графике используется относительная модель с регулируемым порогом пробоя. Реальные генераторы Ван де Граафа могут достигать мегавольт; всегда соблюдайте правила техники безопасности при работе с высоким напряжением.

Почему увеличение радиуса купола снижает напряжение при том же заряде?

При использованном здесь простом соотношении C ∝ R большая ёмкость означает меньшее напряжение для того же накопленного заряда. Это соответствует качественному представлению о том, что большие проводники «удерживают» заряд при меньшей напряжённости поля на поверхности для того же заряда.

Генератор Ван де Граафа

Лента заряжает купол; V = Q/C; стилизованная искра на землю при превышении V_пробоя.

Графики

О модели

Стилизованный электростатический генератор переносит заряд с помощью ленты на купол, смоделированный как конденсатор с ёмкостью C, пропорциональной радиусу (упрощённая модель уединённой сферы). Напряжение V = Q/C растёт до тех пор, пока пользовательский порог не сымитирует пробой воздуха; кратковременная искра частично разряжает купол с последующей задержкой, чтобы избежать быстрого повторного срабатывания.

Для кого: Учащиеся старших классов и студенты начальных курсов, изучающие электростатику; дополняет визуализатор поля Кулона и игрушку «плазменный шар».

Ключевые понятия

электростатическая индукция
пробивное поле
ёмкость
Ван де Грааф
искра

Как это работает

Резиновый ремень, приводимый роликами, переносит заряд к металлическому куполу. Заряд накапливается на куполе (моделируется как конденсатор, ёмкость которого растёт с радиусом), пока электрическое поле не станет достаточным для пробоя воздуха — тогда стилизованная искра перескакивает на заземлённый электрод, и купол частично разряжается.

Основные формулы

dQ/dt = I_ремень − утечка , V = Q/C

C ∝ R (изолированная сфера, схема) · искра при V ≥ V_break

Часто задаваемые вопросы

Напряжение указано в киловольтах?: Нет: на графике используется относительная модель с регулируемым порогом пробоя. Реальные генераторы Ван де Граафа могут достигать мегавольт; всегда соблюдайте правила техники безопасности при работе с высоким напряжением.
Почему увеличение радиуса купола снижает напряжение при том же заряде?: При использованном здесь простом соотношении C ∝ R большая ёмкость означает меньшее напряжение для того же накопленного заряда. Это соответствует качественному представлению о том, что большие проводники «удерживают» заряд при меньшей напряжённости поля на поверхности для того же заряда.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 65 в «Электричество и магнетизм».

Вся категория →

НовоеШкольные