휴대용 반데그라프 실험 (Handheld Van de Graaff Generator)

휴대용 반데그라프 발전기를 다시 만들어 보았다. 

지난번에 만든 버전(http://thomson.tistory.com/983)은 너무 가느다란 파이프를 사용해서인지 벨트를 장착하기가 까다로웠던 단점이 있었다. 

이번에는 굵은 파이프를 이용해서인지 테이프를 장착하기가 수월했다. 

이번에 새로 만든 휴대용 반데그라프 발전기이다. 고장난 선풍기 기둥을 잘라서 만든 플라스틱 파이프에 장착을 하니, 깡통 부분을 고정하기가 간단해졌다. 

모터의 반대쪽 부분에 구멍을 너무 크게 뚫어버려서, 페트병을 잘라서 임시조치를 하였다. 

아래쪽 브러시의 전극 부분에 손가락을 대고, 스위치를 누르면 강력한 정전기가 발생한다.

정전기 극성 감지기를 이용해서 극성을 알아보니 (+) 극의 정전기를 발생시킨다는 것을 알 수 있었다. 

불꽃의 길이가 2cm 정도 되는 것으로 보아 60kV 정도의 전압이 발생하는 것으로 추정할 수 있다. 

제작한 휴대용 반데그라프를 이용하여 간단한 정전기 실험들을 해 보았다. 먼저 은박접시 날리기..

알루미늄 깡통을 플라스틱 컵 위에 올린 후, 그 알루미늄 깡통 위에 은박접시를 올려둔 다음, 반데그라프를 이용하여 정전기를 가했더니 은박접시들이 전기적 반발력으로 인해 날아가는 것을 볼 수 있다. 

알루미늄 캔을 눕힌 다음, 반데그라프를 가까이 하면, 정전기 인력으로 인해 끌려온다. 

정전기 인력으로 끌려오는 종이컵

정전기 인력으로 끌려오는 계란

정전기를 발생시킨 후, 물줄기에 가까이 가져가면 물줄기가 정전기 인력으로 휘게 된다. 

위쪽 깡통을 떼어낸 모습이다. 상단의 브러시와 롤러, 벨트가 보인다. 

상단의 롤러 심 부분은 프린터에서 빼낸 쇠기둥을 이용하였고, 롤러 부분은 폴리스티렌 빨대를 이용했다. 

아래쪽 모터 부분을 떼어낸 모습이다. 카세트 테이프 플레이어에서 빼낸 모터와 볼펜에서 빼낸 플라스틱 대롱, 버려진 유축기에서 빼낸 실리콘 호스가 사용되었다. 

모터 부분을 장착할 때 약간의 시행착오가 있었다. 기둥이 위쪽으로 갈수록 가늘어지는 구조인 것을 잊고 모터를 조립하는 바람에 축이 약간 비뚤어진 상태로 조립이 된 것이었다. 처음에 모터 반대쪽에 뚫은 구멍도 이 때문에 위치가 잘못되었고 다시 뚫느라 구멍이 커져버려서 페트병을 잘라서 모터 반대쪽의 축을 고정하게 되었다. 그리고 모터 부분도 기둥과 수직이 되도록 다시 맞췄다. 

벨트와 롤러를 떼어낸 반데그라프의 모습이다. 위쪽 브러시와 아래쪽 브러시가 보인다. 

아래쪽 브러시의 모습이다. 일반적인 전선의 피복을 벗겨서 만들면 된다. 

이번에 제작한 반데그라프 발전기는 3V 전원을 사용한다. 모터가 6V 용 모터였지만 3V 만 가해도 충분한 양의 정전기가 발생하여, 건전지를 절약하고자 1.5V 건전지 2개로 전원을 공급했다. 

아래의 영상은 위에 소개된 반데그라프를 이용한 실험 영상이다. 

http://youtu.be/YX0DVpEKBg8

이번에 만든 휴대용 반데그라프는 소개된 실험 이외에도 다양한 정전기 실험시 정전기 공급원으로 활용될 수 있다. 

구매한 재료는 건전지와 스위치 뿐이고 나머지는 모두 재활용품을 이용하였다. 

제작에 소요된 시간 : 2 시간