静電気とバンデグラーフの原理 →バンデグラーフの製作 →実験 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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1 静電気(まさつ電気)静電気は動かない物体には起きない。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
@ もともと物質の中には、+の電気と−の電気が同じだけある。 | A まさつによって、−の電気が一方の物質から他方の物質に移動する。 | B 一方の物質は+の電気を、 他方の物質は−の電気を帯びる。 |
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◆ | 放電 この静電気状態の物体が電気的に反対の帯電物、またはアースされた物体と接触する時に電子が飛び散ることをいう。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 帯電列 (たいでんれつ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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帯電列とは、2種類の材質をまさつした時に、+側に帯電しやすい材質を上位に、−側に帯電しやすいものを下位に並べた序列の表である。絶縁体にも、材質によって電子のやりとりをする。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(例) 白色ゴムはアクリルでまさつすると−に帯電するが、塩化ビニールでまさつすると+に帯電する。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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3 バンデグラーフの原理 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆ | 原理的には、回転するゴムベルトと2つのローラーの間のまさつによって起こる静電気を集電板で集めて、球状の電極にたくわれる。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆ | ゴムとローラーA、Bの材質が問題となる。ゴムに対して+と−になる材質を選ぶ。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
@ | ゴムベルトは、下部ローラーA(アクリル樹脂)とのまさつによって、−に、ローラーは+に帯電する。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A | その−に帯電したゴムベルト上の電荷は、ベルトの上昇によって上部に運ばれ、金属(アルミニウム)の上部集電板に放電して、上部集電板につながっている電極半球に蓄えられる。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
B | 電荷を移し終えたゴムベルトは、次に上部ローラーB(塩化ビニール樹脂)とのまさつによって、+に帯電する。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C | その+に帯電したゴムベルト上の電荷は、ベルトの下降によって下部に運ばれ、下部集電板に放電して、集電板につながっている支持台に蓄えられる。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
※支持台には、上部の電極半球と逆電荷が蓄えられるので、扱いに注意しなければならない。 電源の入切は、必ず、放電球を電極電球に接触して行うなど。 |
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D | そして、ゴムベルトは、下部ローラーA(アクリル樹脂)とまさつによって帯電し、上昇する。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
E | このように連続して運び込まれた電荷が、次々に電極と支持台に蓄積されて、高い電位・電気量になっていく。 |