휴대용 반데그라프 발전기(Van de Graaff Generator)를 만들어 보았다. 


반데그라프 발전기는 1929년 미국의 Robert J. Van de Graaff 에 의해서 발명되었다. 


시중에 유통되고 있는 매직 펀 플라이스틱과 같은 원리이다. 





CD플레이어에서 빼낸 모터의 축에 고무호스를 끼우고, 벨트 부분은 절연테이프를 이용했다. 


정전기를 모으는 부분은 칸X타 캔커피 깡통으로 하였다. 


플라스틱 막대는 외부충격으로부터 전선 등을 보호하기 위한 전선관으로 사용되던 것이다. 


브러시는 가전제품의 전원케이블을 잘라서 만들었다. 


건전지를 제외하면 비용은 거의 들지 않은 셈이다. 




네온등을 깡통 가까이 위치시키니, 네온등을 통해서 정전기가 방전되어 네온등이 켜지는 것을 볼 수 있다. 네온등은 간판집에서 철거된 간판에 달려있었던 것을 얻어온 것이다. 



어두운 곳에서 손가락을 가까이 하면 정전기 불꽃을 관찰할 수 있다. 



반데그라프를 물줄기에 가까이 가져갔더니 물줄기가 휘어지는 것을 볼 수 있다. 




종이컵이나 계란 등에 가까이 가져가니 종이컵과 계란이 정전기 인력으로 끌려온다. 




전도성 잉크를 칠한 탁구공을 가운데 두고, 양쪽에 깡통을 위치시킨 다음, 한쪽 깡통은 손으로 잡고 나머지 깡통에 반데그라프로 고전압을 가하니 공이 두 깡통 사이를 왕복한다. 



위쪽 롤러의 모습이다. 전선으로 만든 브러시가 벨트에 살짝 닿아있다. 



CD플레이어에서 빼낸 모터의 축에 고무호스를 끼웠다. CD플레이어에 달린 모터는 축이 길게 나와있어서 반데그라프를 만들기에 안성맞춤이었다. 이런 형태의 모터는 주로 구형 CD 플레이어에서 볼 수 있다. 



벨트는 이전 반데그라프들과 마찬가지로 절연테이프를 이용하였다. 



http://youtu.be/xTeckXuARwE


위의 동영상은 이 장치를 이용한 여러 정전기 실험들과, 이 장치의 내부 구조를 보여준다. 


네온등 방전 실험, 프랭클린 벨, 물건 끌어당기기 등을 시도해 보니 잘 된다. 정전기 극성 감지기에 가져가 보니 청색 LED 가 켜지는 것으로 보아 (-) 극성의 정전기를 발생시킨다는 것을 알 수 있다. 


이 장치를 동작시킨 상태에서 깡통 부분을 만지면 따끔한 정전기를 느낄 수 있다.


 대지와 절연이 잘 된 신발 등을 신고, 깡통을 땅에 접촉시킨 상태에서 장치를 가동시키면 몸에 (+) 극성의 정전기가 쌓이게 된다. 물론 이 상태에서 다른 사람과 신체접촉을 하면 정전기 충격을 받는다. 


땅에 묻혀있었던 플라스틱 파이프를 이용해서인지 겉면으로 전하가 방전되는 느낌이 난다. 다시 만들게 되면 새 파이프로 만들어야겠다.



이 장치의 제작시간은 약 1시간이 소요되었다. 건전지와 스위치를 제외한 다른 재료들은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 폐품을 이용하여 제작비용은 거의 들지 않았다. 


관련 글 : 

새로 제작한 휴대용 반데그라프(http://thomson.tistory.com/1106)

Posted by 블루토파즈

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  2. 비밀댓글입니다

    2014.08.20 09:02 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  3. 비밀댓글입니다

    2015.01.15 15:40 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 기존에 공개한 반데그라프와 만드는 방법이 거의 비슷합니다. 처음 이 장치를 만들 때에는 확신이 서지 않아서 과정을 촬영하지는 않았습니다. 그냥 위쪽 아래쪽에 대전열의 순으로 롤러-벨트-롤러 를 구성하고, 구리선으로 브러시를 만들어주면 됩니다.

      2015.01.15 21:44 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  4. 비밀댓글입니다

    2015.01.25 23:55 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  5. 안녕하세요??

    제일 궁금한게 벨트를 절연테잎 으로 만드셨다는데 끈끈한 부분은 어떻게 처리하셨나요?? 일반 시중에 판매되는 전기태잎으로 만드신거 맞나요?? 답변좀 부탁드릴께요~~ ^^

    2015.02.26 17:02 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 시중에서 구할 수 있는 절연테이프를 이용하였습니다. 끈적이는 부분을 바깥으로 가도록 해서 만들면 됩니다.

      2015.03.08 17:20 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  6. 비밀댓글입니다

    2015.02.28 00:21 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 반데그라프 만들기는 어려운 것은 아닙니다. 대전열에서 순차적으로 존재하는 물질 3가지를 이용해서 롤러-벨트-롤러 로 구성해 주고, 위쪽 롤러와 아래쪽 롤러에 코로나 방전이 일어날 수 있도록 전극을 만들어 주고, 아래쪽 전극은 접지, 위쪽 전극에는 돔을 씌워서 연결하면 됩니다.

      대형의 것도 원리는 같습니다만, 기계적으로 구현하는 방법은 조금 다를 수 있습니다.

      2015.03.08 17:19 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  7. 비밀댓글입니다

    2015.03.27 17:57 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 구의 크기가 커지면 전위경도가 낮아지기 때문에 공기중으로 전하가 빠져나가기 어렵게 되므로 높은 전압이 모이게 됩니다. 벨트의 길이가 길어지면 전하를 보다 멀리 옮기게 되어 발생 전압이 높아집니다.

      2015.03.31 21:34 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  8. 질문합니다2

    이 반데그라프발전기를 주실 수 있나여?
    제가 만들어봤는데 도저히 안되네여.......ㅠㅠ
    절연 테이프가 잘 안 돌아 갑니다.....
    주실 수 없다면 자세한 방법 좀 부탁드립니다..
    죄송합니다ㅠㅠ

    2015.03.30 21:48 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  9. 비밀댓글입니다

    2015.03.31 10:09 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 여기 등장한 작품은 여름을 지나면서 테이프가 늘어져서 동작을 하지 않는 상태이므로 드릴 수 없겠네요

      2015.03.31 21:32 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  10. 비밀댓글입니다

    2015.04.01 11:55 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  11. 비밀댓글입니다

    2015.04.05 17:36 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 제가 지금 집에서 나와서 생활중입니다. 해당 장비는 저의 원래 집에 있으며, 지금은 사진이나 동영상을 촬영할 수 없는 상태입니다.

      2015.04.06 22:04 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  12. 비밀댓글입니다

    2015.04.07 23:06 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 간단히 시험삼아 만들어 본 작품인데 질문이 많이 올라오네요. 벨트가 짧으면 애초에 발생하는 전압이 낮기 때문에 돔이 커도 높은 전압이 모이긴 어렵습니다. 공기중으로 빠져나가는 전하를 보충해 줄 만큼 공급이 되어야 전압이 올라갈텐데, 벨트가 짧으면 공급되는게 작다고 할 수 있죠. 벨트의 재질은 구하기 쉬운 재료를 고르게 되어 절연테이프로 한 것이고, 고무는 길이조절이 번거로워서 이용해 보지 않았습니다.

      2015.04.09 10:28 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  13. 비밀댓글입니다

    2015.04.28 19:03 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  14. 비밀댓글입니다

    2015.09.03 23:49 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  15. injunn

    정전기의 세기를 증가시키려면 벨트의 면적을 넓히거나 양전하가 모이는 금속부분(깡통)의 면적을 넓히면 되나요? 그리고 벨트의 회전속도를 증가시켯을때도 증가되는지도 알고싶습니다.

    2015.09.24 12:36 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  16. 비밀댓글입니다

    2015.11.23 15:16 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 메일로는 답변을 보내드리지 않습니다. 특히 네이버 메일은 스팸으로 걸러지는 경우가 많아서 제대로 전달되지 않는 일이 빈번하게 발생되어 답변을 드리지 않습니다.

      2015.11.27 12:24 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  17. 휴리스틱

    안녕하세요 블루토파즈님
    우연찮게 반데그라프장비로 실험을 하고 있는 한 대학생인데요
    전기와 관련없는 학과다보니..
    질문 드리고 싶은게 있어서 댓글을 남깁니다

    혹시 일반적인 고전압발생장치(220v ac를 dc로 변경하는 파워서플라이) 에서 발생시킨 10kv전압과
    반데그라프를 이용해 발생시킨 10kv전압과 어떤차이가 있을까요?

    안전성면에서 어떤게 더 나을까요?.. 전기관련한 실험을 많이 하시니 아실까해서 질문드립니다

    2016.07.15 00:36 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 반데그라프는 일정한 전압을 만들기가 어렵습니다. 만들어지는 전압이 습도에 따라 들쑥날쑥합니다. 측정하기도 어렵구요.

      또한 반데그라프는 마찰전기를 모으는 구조이기 때문에 전류를 충분히 얻을 수 없을 것 같네요.

      반데그라프는 기계적인 구동요소가 있어서 장시간 동작시키기가 어렵고, 실내에 먼지가 많으면, 벨트에 먼지가 달라붙는 현상이 발생하기도 하여 안정적으로 전원공급을 하려면 파워서플라이로 하셔야겠죠..

      2016.07.19 08:57 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  18. 휴리스틱

    여러일이 많으실텐데 귀찮게 죄송합니다
    궁금한점이 또 생겨 찾아왔습니다
    그라운드와 -극의 차이가 자꾸 헷갈려서요..
    예를들어 전기집진장치에서 방전에의해 +로 차지된 입자가 날아가는데 동일한 위치에 그리운드와 -극이 각각 있다면 입자는 어느쪽으로 날아가 붙게되나요?
    질문을 제대로 드린건지도 모르겠네요

    2016.08.13 00:54 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 실험을 안해봐서 잘 모르겠네요. 아마도 일부는 - 로 가고 일부는 접지로 가지 않을까 합니다.

      2017.06.12 15:57 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  19. ㄱㅎㅈ

    안녕하세요. 반데그라프의 원리를 이용하여 정전기를 발생시키는 장치를 만드는 중인 학생입니다. 혹시 캔쪽에 있는 벨트 끝부분에 고무재질의 원통을 끼우고, 손잡이 쪽에 있는 벨트 끝부분에 플라스틱 재질의 원통을 끼우면 어떻게 되나요? 여러번 실험해봤는데 계속 정전기가 발생되지 않아 문의드립니다ㅠㅠ..

    2017.06.10 13:06 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 플라스틱의 재질에 따라 다릅니다. 정전기 극성 감지기를 이용하여 대전열 순 으로 만들어줘야 합니다. 캔쪽 롤러와 벨트가 마찰하면 롤러가 +, 바닥쪽 롤러와 벨트가 마찰하면 벨트가 + 가 되는 순으로 하면 됩니다. 플라스틱도 종류마다 정전기를 띠는 정도가 다릅니다.

      2017.06.12 15:56 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  20. 정전기발생기

    안녕하세요.
    올리신 영상으로 많은 것을 배웠습니다.
    정전기발생장치를 잘 만들었고 작동도 잘 됩니다.
    그런데 궁금한 것이 있어서 이렇게 글 드려요.
    다름이 아니라 상단롤러의 알루미뉴캔에 양전하를 모을 시 하단롤러의 음전하를 모터에 음극으로 접지하면 되는 것인가요?
    반대로 상단롤러의 알루미늄캔에 음전하를 모은다면 하단롤러의 양전하는 모터의 양극에 접지하면되나요?
    가르쳐주시면 대단히 감사드리겠습니다.

    2020.03.21 02:32 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  21. 비밀댓글입니다

    2020.07.21 08:31 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]