Seuraa 
Viestejä45973

Rakensin van de graaff generaattorin erästä projektia varten mutta pitkän rakentelun ja pähkäilemisen jälkeen generaattori ei tuota virtaa, välillä sain sattumanvaraisia muutaman millimetrin sähköpurkauksia mutta siihen elonmerkit ovatkin jääneet. kaikkien löytämieni ohjeiden mukaan generaattori on oikein valmistettu, alaosa on reijitettyä liimapuulevyä, runko muovista viemäripukea (PVC?), ja kupoli on tehty kahdesta teräs kulhosta. Hihna on tehty kuntoilu kuminauhasta joka hiuksiin hangatessa muuttuu erittäin sähköiseksi eli sen pitäisi olla passelia hommaan. Ylärulla on valkoista sähköasennusputkea ja alarulla samanlainen mutta päällystetty alumiiniteipillä. Harjat ovat messinkinauloja ja sähkönjohtavuus nauloista jakopalaan on tarkistettu.

Olen yrittänyt päällystää ylärullaa kirkkaalla teipillä sekä vaihdoin rullan kokeeksi myös lasiseen, ilman tuloksia. Ilmankosteus huoneessa on 22% joten liian kosteaa ei kai pitäisi olla. Pitänee seuraavaksi yrittää vaihtaa alarulla umpi-alumiiniseen jos sillä toimisi. Alkaa minulla pian olla vaihtoehdot vähissä, joten olisiko täällä ketään kokeneempaa kertomaan mitä olen tehnyt väärin.

Kuvia Generaattoristani:

Kokonaisuus:
http://aijaa.com/WceuI4

Ylärulla:
http://aijaa.com/I7JCW4

Alarulla:
http://aijaa.com/cjbqk9

Sivut

Kommentit (19)

ovolo
Seuraa 
Viestejä6756

Ylä- ja alarullan pinnoite pitänee olla eri ainetta:

http://mark.rehorst.com/Van_de_Graaff/

I used plumber's Teflon tape for the bottom roller and aluminum tape for the top roller. (NOTE- this makes the sphere acquire positive charge- swap the rollers for negative charge) The belt rubber (latex) is between aluminum and Teflon on the triboelectric series so I get extra fast charging of the VDG. You can use any materials you want to make your VDG.



Toisessa generaattorissa:
http://www.mantor.info/Hobbyhjornet/Van ... Graaff.htm

3. Upper roller, Teflon
4 and 5. Belt made of synthetic rubber carrying the elecrtic charge
6. Lower roller, Nylon



Saattais myös toimia paremmin, jos alaharjat jotain taipuisaa materiaalia ja laahaavat hihnaan (joka kehittää hankaussähköä)?

Tuossa laahaava harja on silkkituppo:

Sopivan materiaalin valinnasta:
http://materiaalit.internetix.fi/fi/opi ... influenssi

Tuossa tuo triboelektrinen sarja, josta voi valita parhaat materiaalit:
http://www.maximintegrated.com/app-note ... mvp/id/651

Nailon ja teflon näkyis olevan melkein ääripäissä. Hihnan materiaalin pitäis olla noin puolivälissä ylä-/alarullan triboelektristä sarjaa.

Monissa omatekoisissa generaattoreissa käytetään alumiinia ja pvc:tä rullissa, ne ovat tarpeeksi kaukana toisistaan triboelektrisessä taulukossa ja toimivat kyllä muiden laitteissa, Kuten esimerkiksi tässä ohjeessa: http://www.instructables.com/id/Homemad ... /?ALLSTEPS

Kokeilemani lasi on eristeiden huippua, ja parempia aineita kuten tuota teflonia ja nylonia on hieman vaikeampi saada.

Ja harjat eivät saa koskea hihnaan, kuulemma niistä irtoaa ajan kanssa hieman metallipölyä hihnoihin joka haittaa laitteen toimintaa. Harjaksien ei tarvitse olla kuin sentin etäisyydellä hihnasta toimiakseen. Minun laitteessani taitaa olla jokin isommanlainen ongelma, kun sähköä ei kerry yhtään. Ja van de graaff:in rakentamisen pitäisi olla lapsellisen helppoa

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
ovolo
Seuraa 
Viestejä6756

Tulee nyt mieleen, että onko tuo runkoputki riittävä eriste, vai onko siihen sotkettu sähköä johtavia aineita staattisen sähkön eliminoimiseksi. Ja mitä ainetta tuo kuntoilukuminauha on? Sen pitäis olla jossain puolivälissä noista ylä-/alarullan materiaaleista.

Teflon- nylon ja muita pyöreitä muovitankoja saa esim. http://www.joensuunkumiporssi.fi/etusivu/

Sieltä varmaan löytyy myös hihnamateriaalia.

Juu runkoputken voisi tosiaan pistää vaihtoon, putken kyljessä lukee PP-MD, ei ole varmaan ihan tavallista muovia. Saatetaanhan viemäriputkissa tosiaan käyttää aineksia staattisen sähkön kertymisen estämiseksi tai syöpymisen estossa

En tiedä tarkalleen mitä tuo kuminauha on mutta kumisena sen pitäisi kyllä toimia. Ennen tuota kuminauhaa kokeilin myös kirkkaasta pakkausteipistä tehtyä hihnaa kehnolla menestyksellä.

vihertaapero
Seuraa 
Viestejä6081
Harvahammas
putken kyljessä lukee PP-MD



Taitaa olla polypropyleeniä joka hissuksiin tuntuu korvaavan kaikki pvc:t viemärihommissa.

Konsta: ...joten jäähdytysvesi on varmasti erittäin korkeaktiivista.
Brainwashed: En tosiaankaan pidä itseäni minään asiantuntijana...

ovolo
Seuraa 
Viestejä6756

Alunperin Van de Graaff-gen. oli tällainen:

Siinä rullat oli metallia, eikä alarullan tarvinnut muodostaa hankaussähköä, vaan siihen syötettiin positiivinen varaus harjojen kautta noin 10 - 20kV jännittellä. Tuolta voi ladata alkuperäisen patentin:
http://www.google.com/patents/US1991236

Oliskohan syy se, ettei alarulla muodosta staattista sähköä, jolloin laite ei toimi.
Teflonnauhaa (vesijohtokierteiden tiivistys) löytyy joka rautakaupasta, jolla voi päällystää rullan. Nylontanko toiseksi rullaksi ei ole kovin kallis. Myös hihnan pitää olla hyvä eriste. Van De Graaf tais käyttää silkkinauhaa. Polyesterkangasnauha myös sopisi tai lateksikuminauha.

Jos epäilee runkoputken johtavuutta, niin rullien laakerit voisi laittaa pleksilevyyn ja pleksilevyt kiinni runkoputkeen.

Edit:
Myös alarullan pitäisi kai olla kunnolla eristetty akselista. Eli onko käytetty muovi riittävän hyvä eriste? Varminta olisi nylontangosta tehdyt rullat (joissa akselin reikä), jotka sitten päällystää sopivalla aineella, esim teflon tai alumiiniteippi.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
vihertaapero
Harvahammas
putken kyljessä lukee PP-MD



Taitaa olla polypropyleeniä joka hissuksiin tuntuu korvaavan kaikki pvc:t viemärihommissa.



PP-MD on juuri tuota, MD kertoon sen olevan Medium Density. On myös HD (High) ja LD (low) tiheyksisiä.

ovolo
Teflonnauhaa (vesijohtokierteiden tiivistys) löytyy joka rautakaupasta, jolla voi päällystää rullan.

Kiitos vinkistä, päällystin ylärullan teflonilla ja alkoi tapahtua kummia. Paperi suikaleet rupesivat hanakasti tarttumaan generaattorin runkoputkeen, maadoituspiuhan ja yläkamman välille ei kuitenkaan ilmestynyt mitään vuorovaikutusta. Sammutettuani moottorin rupesin säätämään ylärullan asentoa ja kas kummaa, rullan asennon säätömutterista iski sentin kipinä pihteihini. Kuinkas tuo oli mahdollista? Sähkö pääsi jotenkin ylärullan akseliin käsiksi?

Kokeilin myös vaihtaa runkoputkea toiseen putkeen ilman tuloksia, kokeilemani putki oli kylläkin musta mutta ei kai muovin värjäämiseen käytetä hiiltä?

ovolo
Seuraa 
Viestejä6756

Ehkä se rullien hankaussähkö päätyy akseleihin (ja runkoputkeen), eli rullien eristys akseleihin ei ole kunnossa. Kaupoista löytynee valkoisia muovisia (nylon) kalustepyöriä, joissa on riittävä eristys.
Tai käy ostamassa kumi-/ muovituotteita myyvästä kaupasta pätkän nylontankoa ja sorvailet niistä rullat.

Sähkövarausta ei muutenkaan pahemmin muodostu, jos se yläpallo ei ole paikallaan (=kapasitanssi)

ovolo
Tuossa on hyviä ohjeita Van De Graaff-generaattorin rakentamiseksi:
http://www.fusor.net/board/getfile.php? ... tt_id=9775

Sivulla 6 on esim. optimaaliset harjojen paikat sekä itsevarautuvalle ja ulkopuolisella jännitteellä toimivalle generaattorille. Huomaa, että kuvassa hihna pyörii vastapäivään. Eli myötäpäivään pyöriessä harjojen paikat peilikuvaksi.


Kiitokset tuosta. Harjat minulla on ollut noissa oikeissa asennoissa alusta asti. Tuli tuossa mieleen että onko hihnan pyörimisnopeudella muuta merkitystä kuin varausnopeuden kasvaminen? Minulla hihna pyörii kierroksensa noin 2-3 sekunnissa.

Vänni
Seuraa 
Viestejä331

Tässä varausta kuljetava nauha kulkee eristeputken sisällä, eikä voi voisi kulkea vapaassa tilassa ilman suojusputkea olisi helpompi huoltaakin tietenkin eristävä tanko tarvitaan edelleen rullien välille.

kfa
Seuraa 
Viestejä2517

Kuvien perusteella generaattorissasi on teräviä reunoja ja särmiä, joiden kautta varaus poistuu yläpallosta. Van de Graaf f- generaattorilla saavutettava jännite riippuu oikeastaan kahdesta asiasta:

- millä nopeudella eristettyyn yläelektrodiin tuodaan varausta (harjat, hihnan nopeus)

- millä nopeudella varaus pallosta poistuu (pintapurkaus, koronapurkaus) kullakin jännitteellä. Sähkökentän voimakkuus on suoraan verrannollinen jännitteeseen.

Tasapainotilanteessa varausta tulee ja poistuu samalla nopeudella. Tuota suurempaa jännitettä geniksellä ei voi saavuttaa.

Varauksen kertymisnopeutta voit mitata. Jos oikosuljet yläpallon alaelektrodiin virtamittarin lävitse niin virtamittari kertoo hihnan palloon tuoman varauksen sekunnissa. Tässä puhutaan mikroampeerin suuruusluokkaa olevasta virrasta. Mittaus pitää tehdä siten, että ensin oikosuljetaan elektrodit ja kytketään virtamittari oikosulun rinnalle. Sitten avataan tuo oikosulku ja aletaan kiertää kampea tai pyörittää moottoria. Virtamittariksi joku sellainen laite, jonka tuhoutuminen ei kirpaise.

Jos runkoputki on kunnollista eristettä (musta väri tarkoittaa usein että hiiltä joukossa) niin jäljelle jää vielä itse elektrodipallo. Sen muodon pitää oikeasti olla tasaisen pyöreä eli ei saa olla mitään ulospäin sojottavia saumoja. Jännitteellisistä osista lähtevä koronavirta on sitä suurempi, mitä suurempi paikallinen sähkökenttä on. Paikallisen sähkökentän voimakkuuden ulkonevassa osassa määrää pinnan kaarevuussäde terävimpään suuntaan mitattuna. 

Sinun "pallossasi" on keskellä terävä reuna, joka kiertää elektrodia. Tuosta reunasta pitää hankkiutua eroon. Yläelektrodin ulkopinnan pitää olla sileä ja vain sisäänpäin suuntautuvia ryppyjä tai särmiä sallitaan. 

Vaikka yläelektrodi olisi muuten kunnossa niin laitteen toiminnan pilaisi kuvassa yläelektrodin alareunassa näkyvä kiristyspultti ja siihen liitetyt osat. Pultin kierteen reunassa on äärettömän teräviä särmiä, joista varaus purkautuu välittömästi ilmaan. Tuo rakenne pitää korvata jollakin muulla kiinnitysmekanismilla siten, että ei muodostu paikallisen sähkökentän tihentymää.

Ilmalla on koronapurkauksen kannalta läpilyöntilujuus, jonka ylittävä sähkökenttä käynnistää purkauksen. Muistaakseni pingispallon kokoisilla palloelektrodeilla (kaarevuussäde!) tuo raja oli jossakin 40 kV paikkeilla. Kymmenkertaiselle pallolle raja on vastaavasti jossakin 400 kV:n paikkeilla. Jos liität toisiinsa pingispallon kokoisen elektrodin ja 40 cm halkaisijaisen elektrodin niin systeemin koronapurkaus käynnistyy edelleen pienimmän kaarevuussäteen eli sen pingispallon perusteella. Sinun laitteessasi koronapurkauksen käynnistää näkyvistä osista ensimmäisenä pultin kierre, sitten pultin kiinnitysosan liuskan reuna ja sitten palloa kiertävä saumakohta.

Eristysputki pitää kiinnittää yläelektrodiin siten, että metallin ja muovin liitoskohta ei ole pallon ulkopuolella vaan kauniisti upotettuna pallon sisään. Muovi lähellä metallin pintaa nostaa paikallisen sähkökentän moninkertaiseksi verrattuna siihen, mitä se olisi metallin ja ilman rajapinnassa. Tämä aiheuttaa välittömästi purkauksen. Katso mallilaitteista, miten pallon aukko on tehty eli reunat pitää taittaa loivalla kaarevuussäteellä sisäänpäin ja runkoputken pinta on kaukana metallista muualla, kuin pallon "sisäosissa". 

Laitteessasi on alaosassa vastaavanlaisia kiristysmekanismeja, jotka tuottavat alaelektrodin suunnasta koronapurkausen ylöspäin, mikäli yläpallon jännite koskaan lähtisi nousemaan. Jos sinulla on runkoputken sisällä mitään vastaavaa niin nekin ovat ongelma.

Omien kokeiluiden perusteella generaattorin toiminnan pilaamiseksi riittää yksi pieni teräväreunainen metalliesine pallon pinnalla. Toimiva kaupallinen Van de Graaff muuttui tuolloin tehokkaaksi koronapurkauslaitteeksi eli sihisee ja nostaa operaattorin hiukset pystyyn mutta ei tuota kipinöitä. Saman saa aikaan myös laittamalla pallon päälle pienen paperitollon, jolloin paperin ja metallin rajapinnassa syntyvä kova sähkokenttä käynnistää purkaukset.

Geniksen tuottama otsoni pilaa muovien pintaa ja saattaa aiheuttaa niiden hapertumista. Rosoinen muovipinta aiheuttaa sähkökentässä koronapurkauksia.

Koronapurkauksista suurjännitelaitteistoissa löytyy suomenkielistä opetusmateriaalia. Googlen kuvahaku auttaa myös, "corona discharge". Kannattaa tutustua ja kannattaa katsella kuvia toimivista Van de Graaff - geniksistä.

 

/dev/null
Seuraa 
Viestejä82

Lieneekö kenelläkään käsitystä, että millainen hyötysuhde energian muuntamisessa mekaanisesta sähköksi näillä Van De Graaf ja Wimhurst -generaattoreilla on? Skaalaisi tuon generaattorin isoksi kooltaan, niin voisi syöttää HVDC linjoja suoraan? Edit: skaalauksella tässä yhdeydessä tarkoitan, että koneita olisi rinnan. Riittävä jännite näissä tuskin mikään ongelma on.

ovolo
Seuraa 
Viestejä6756

Hyötysuhdeilmoituksia en ole huomannut, mutta lienee varsin pieni. Toisekseen virranantokyky on tosi pieni. Eli jos pitäisi saada jonkinlaista tehoa vaikka omakotitalon tarpeisiin, niin niitä generaattoreita tarvittaisiin hiton paljon ja laitteiden yhteiskokokin olis mahtava. Eli ei näistä hankaussähkökoneista ole voimalaitostarpeiksi. Näiden soveltuusalue on suurjänniteilmiöiden tutkiminen tai suurjännitteellä leikkiminen.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat