Van de Graaf Generator

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Hi, ich versuche gerade ein Experiment physikalisch nachzuvollziehen, welches identisch zum Prinzip des Van de Graaf Generators ist.
Dazu:
http://de.wikipedia.org/wiki/Van-de-Graaff-Generator
sowie

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c2/Van_de_graaf_generator.svg/563px-Van_de_graaf_generator.svg.png

EDIT:
Wenn ich mir das nun nochmal überlege komme ich zu folgendem Bild:

Die Hohlkugel ist anfangs elektrisch neutral und im Leiter sind die Leitungselektronen frei beweglich. Deswegen ist es ihnen möglich bei Bewegung des Bandes und folgender Reibung an der Bürste für den Potentialausgleich zu sorgen. Da die Hohlkugel anfangs elektrisch neutral war führt das Abfließen der Elektronen auf das Band zu einer positiven Ladung der Kugel. Im Leiter selbst kann (für t-> unendlich) kein E-Feld existieren, da definitionsgemäß das Potential überall gleich ist. Also muss die positive Ladung auf dem Rand (ist hier bei eigentlich der mathematische "Rand" gemeint oder liegt die Ladung quasi außerhalb direkt auf diesem drauf?) vorliegen. Die Begründung, dass sie auf dem äußeren Rand liegen, weil das Potential dann minimal wird finde ich unbefriedigend. Die positive Ladung in meinem Gedankengang entsteht durch fehlende Elektronen. D.h. kann sich selbst nicht bewegen. Also müssten die Elektronen gerade vom Rand wegfließen. Wieso sollten sie das tun? Oder geschieht dies quasi "wellenweise" in dem Sinne, dass zunächst lokal bei der Bürste die Ladungsdichte erhöht wird (von Null zu positiv, da die Elektronen ja weg sind) und dadurch umgebende Elektronen durch das entstandene E-Feld sich dorthin bewegen und an ihrem Ausgangsort ihrerseits die Ladungsdichte erhöhen? Dann könnte ich verstehen, dass dieser Prozess gerade am Rand aufhört (denn dort hört ja der Leiter auf).

Zu den Ladungen auf dem Band:
Natürlich sind es auf der Innenseite Elektronen, welche die negative Ladung erzeugen. Durch ihr Feld wird (Band = Dielektrikum -> Isolator) ein Dipol im Band erzeugt, dessen andere Seite dann den positiven Pol eben dieses darstellt. An der Bürste oben führt der positive Pol dann zu oben genannter Potentialdifferenz.
Das "Abstreifen" (was ja anscheinend eigentlich ein "Aufsaugen" ist) führt dann dazu, dass auf der positiv geladenen Bandseite die Ladung neutralisiert wird und der Dipol verschwindet.

Viel Text, freue mich über jeden der es liest und mir was dazu sagen kann.

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Namenloser324 · Gast

Danke, aber eine stringentere Antwort würde mich mehr freuen. Mit dem Linkgewurschte kann ich leider nicht so viel anfangen.

Namenloser324 · Gast

Habe es mittlerweile Kompaktifiziert, hoffe das lässt meine Gedanken verständlicher für andere werden.

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Ich interesse mich immernoch für eine Diskussion meiner Gedanken, würde mir ungemein helfen.

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

Danke für deine Antwort.
Was ich erstmal (ich nenne mal nur einen Punkt damit das handhabbarer bleibt) genau diskutieren möchte:

Kommt es beim Abfluss der Elektronen an der Bürste nicht zu einer Schwingung? Denn wie beschrieben würde ich annehmen, das die lokal vorhandenen Elektronen dazu neigen werden das Potential auszugleichen d.h. sie werden abfließen und zunächst eine Potentialdifferenz im Leiter oder auf der Leiteroberfläche erzeugen. (Unmittelbar in der Bürstenumgebung)

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Gleichen wir erst unser Wissensstand ab,
vielleicht wird eine oder andere Frage sich
von alleine beantworten.
http://www.bilder-hochladen.tv/pic/6H5Q6iQT/
http://www.bilder-hochladen.tv/pic/tQGhQUcX/