Van de Graaff generator
વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર એ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જનરેટર છે જે અવાહક સ્તંભની ટોચ પર હોલો મેટલ ગ્લોબ પર વિદ્યુત ચાર્જ એકઠા કરવા માટે ફરતા પટ્ટાનો ઉપયોગ કરે છે, જે ખૂબ જ ઊંચી વિદ્યુત ક્ષમતા બનાવે છે. તે નીચા પ્રવાહ સ્તરે ખૂબ જ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ (ડીસી) વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. તેની શોધ અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી રોબર્ટ જે. દ્વારા કરવામાં આવી હતી. 1929માં વેન ડી ગ્રાફ. આધુનિક વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર દ્વારા પ્રાપ્ત સંભવિત તફાવત 5 મેગાવોલ્ટ જેટલો હોઈ શકે છે. ટેબલટોપ વર્ઝન 100 કેવીના ક્રમમાં ઉત્પાદન કરી શકે છે અને દૃશ્યમાન વિદ્યુત સ્પાર્ક્સ ઉત્પન્ન કરવા માટે પૂરતી ઊર્જાનો સંગ્રહ કરી શકે છે. નાના વેન ડી ગ્રાફ મશીનો મનોરંજન માટે અને ભૌતિકશાસ્ત્રના શિક્ષણ માટે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ શીખવવા માટે બનાવવામાં આવે છે; મોટા મશીનો કેટલાક વિજ્ઞાન સંગ્રહાલયોમાં પ્રદર્શિત કરવામાં આવે છે. વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર મૂળરૂપે ભૌતિકશાસ્ત્ર સંશોધન માટે કણ પ્રવેગક તરીકે વિકસાવવામાં આવ્યું હતું, કારણ કે તેની ઉચ્ચ ક્ષમતાનો ઉપયોગ ખાલી કરાયેલી નળીમાં ઉપપરમાણ્વિક કણોને વધુ ઝડપે વેગ આપવા માટે થઈ શકે છે. 1930ના દાયકાની શરૂઆતમાં સાયક્લોટ્રોન વિકસાવવામાં આવ્યું ત્યાં સુધી તે સૌથી શક્તિશાળી પ્રકારનું પ્રવેગક હતું. પરમાણુ સંશોધન અને પરમાણુ દવા માટે ઊર્જાસભર કણો અને એક્સ-રે બીમ પેદા કરવા માટે વેન ડી ગ્રાફ જનરેટરનો ઉપયોગ હજુ પણ પ્રવેગક તરીકે થાય છે. ઓપન-એર વેન ડી ગ્રાફ મશીન દ્વારા ઉત્પાદિત વોલ્ટેજ આર્સિંગ અને કોરોના ડિસ્ચાર્જ દ્વારા લગભગ 5 એમવી સુધી મર્યાદિત છે. મોટાભાગના આધુનિક ઔદ્યોગિક મશીનો અવાહક ગેસની દબાણયુક્ત ટાંકીમાં બંધ હોય છે; આ લગભગ 25 એમવી જેટલી મોટી ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે. ઇતિહાસ પૃષ્ઠભૂમિ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જનરેટરનો ખ્યાલ જેમાં ચાર્જને યાંત્રિક રીતે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રોડના આંતરિક ભાગમાં નાની માત્રામાં પરિવહન કરવામાં આવે છે, તે કેલ્વિન વોટર ડ્રોપરથી ઉદ્દભવ્યું હતું, જેની શોધ 1867માં વિલિયમ થોમસન (લોર્ડ કેલ્વિન) દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમાં પાણીના ચાર્જ કરેલા ટીપાં સમાન ધ્રુવીયતા ચાર્જ સાથે ડોલમાં પડે છે, જે ચાર્જમાં વધારો કરે છે. આ પ્રકારના યંત્રમાં, ગુરુત્વાકર્ષણીય બળ ડોલના વિરોધી વિદ્યુતસ્થૈતિક ક્ષેત્ર સામે ટીપાંને ખસેડે છે. કેલ્વિને પોતે સૌપ્રથમ પાણીને બદલે ચાર્જ વહન કરવા માટે પટ્ટાનો ઉપયોગ કરવાનું સૂચન કર્યું હતું. પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મશીન કે જેણે ચાર્જ પરિવહન માટે અનંત પટ્ટાનો ઉપયોગ કર્યો હતો તે 1872 માં ઑગસ્ટો રિઘી દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. તે ચાર્જ વાહક તરીકે તેની લંબાઈ સાથે વાયર રિંગ્સ સાથે ભારતીય રબર પટ્ટાનો ઉપયોગ કરે છે, જે ગોળાકાર ધાતુના ઇલેક્ટ્રોડમાં પસાર થાય છે. ચાર્જ પ્લેટનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઇન્ડક્શન દ્વારા ગ્રાઉન્ડ કરેલા નીચલા રોલરથી પટ્ટા પર ચાર્જ લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો. જ્હોન ગ્રેએ 1890ની આસપાસ બેલ્ટ મશીનની પણ શોધ કરી હતી. અન્ય વધુ જટિલ બેલ્ટ મશીનની શોધ 1903માં જુઆન બર્બોઆ દ્વારા કરવામાં આવી હતી વેન ડી ગ્રાફ માટે વધુ તાત્કાલિક પ્રેરણા જનરેટર ડબલ્યુ. એફ. જી. સ્વાન 1920ના દાયકામાં વિકસાવી રહ્યા હતા જેમાં ધાતુના દડાઓ ફેંકીને ચાર્જને ઇલેક્ટ્રોડમાં પરિવહન કરવામાં આવતો હતો, આમ કેલ્વિન વોટર ડ્રોપરના સિદ્ધાંત પર પાછા ફર્યા હતા. પ્રારંભિક વિકાસ વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર વિકસાવવામાં આવ્યું હતું, જેની શરૂઆત 1929માં ભૌતિકશાસ્ત્રી રોબર્ટ જે. પ્રિન્સટન યુનિવર્સિટી ખાતે વેન ડી ગ્રાફ, તેમના સહયોગી નિકોલસ બર્કની મદદથી. પ્રથમ મોડેલ ઓક્ટોબર 1929 માં દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. પ્રથમ મશીનમાં સામાન્ય ટીન કેન, એક નાની મોટર અને પાંચ-અને-ડાઇમ સ્ટોરમાં ખરીદવામાં આવેલી રેશમની રિબનનો ઉપયોગ થતો હતો. તે પછી, તેઓ ભૌતિકશાસ્ત્ર વિભાગના અધ્યક્ષ પાસે ગયા અને સુધારેલ સંસ્કરણ બનાવવા માટે $100 ની વિનંતી કરી. તેને થોડી મુશ્કેલી સાથે પૈસા મળ્યા. 1931 સુધીમાં, તેઓ 15 લાખ વોલ્ટ હાંસલ કરવાની જાણ કરી શક્યા, એમ કહીને કે "મશીન સરળ, સસ્તું અને પોર્ટેબલ છે. એક સામાન્ય લેમ્પ સોકેટ માત્ર જરૂરી શક્તિ પ્રદાન કરે છે. પેટન્ટ અરજી અનુસાર, તેમાં 180 સે. મી. ઊંચા બોરોસિલિકેટ કાચના સ્તંભો પર બે 60 સે. મી.-વ્યાસના ચાર્જ-સંચય ગોળા હતા; 1931માં આ ઉપકરણની કિંમત 90 ડોલર હતી. વેન ડી ગ્રેફે ડિસેમ્બર 1931માં બીજી પેટન્ટ માટે અરજી કરી હતી, જે ચોખ્ખી આવકના હિસ્સાના બદલામાં મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજીને સોંપવામાં આવી હતી; પેટન્ટ પછીથી આપવામાં આવી હતી. 1933માં, વેન ડી ગ્રેફે એમ. આઈ. ટી. ની રાઉન્ડ હિલ સુવિધામાં 40 ફૂટ (12 મીટર) નું મોડેલ બનાવ્યું હતું, જેનો ઉપયોગ કર્નલ એડવર્ડ એચ. આર. ગ્રીન દ્વારા દાનમાં આપવામાં આવ્યો હતો. એરક્રાફ્ટ હેંગરમાં આ જનરેટરના સ્થાનનું એક પરિણામ "કબૂતર અસર" હતુંઃ ગોળાની બાહ્ય સપાટી પર સંચિત ડ્રોપિંગ્સમાંથી વળાંક. 1937માં, વેસ્ટિંગહાઉસ ઇલેક્ટ્રિક કંપનીએ એક મશીન બનાવ્યું, વેસ્ટિંગહાઉસ એટમ સ્મેશર જે ફોરેસ્ટ હિલ્સ, પેન્સિલવેનિયામાં 5 એમઇવી ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ હતું. તે નાગરિક કાર્યક્રમો માટે પરમાણુ સંશોધનની શરૂઆત દર્શાવે છે. તેને 1958માં નિષ્ક્રિય કરવામાં આવ્યું હતું અને 2015માં આંશિક રીતે તોડી પાડવામાં આવ્યું હતું. વધુ તાજેતરનો વિકાસ ટેન્ડમ વેન ડી ગ્રાફ પ્રવેગક છે, જેમાં એક અથવા વધુ વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર હોય છે, જેમાં ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ટર્મિનલની અંદર બે અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રોન છીનવવામાં આવે તે પહેલાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલા આયનોને એક સંભવિત તફાવત દ્વારા વેગ આપવામાં આવે છે, અને ફરીથી વેગ આપવામાં આવે છે. 1964માં ઓક્સફર્ડ ન્યુક્લિયર લેબોરેટરીમાં 10 એમ. વી. સિંગલ-એન્ડેડ "ઇન્જેક્ટર" અને 6 એમ. વી. ઇ. એન. ટેન્ડમનું ત્રણ તબક્કાની કામગીરીનું ઉદાહરણ બનાવવામાં આવ્યું છે. 1970 ના દાયકા સુધીમાં, ઇલેક્ટ્રોનને ફસાવવાથી સ્પાર્કિંગને રોકવા માટે ઉચ્ચ દબાણવાળા સલ્ફર હેક્સાફ્લોરાઇડ (SF6) ગેસની ટાંકીનો ઉપયોગ કરતા ટેન્ડમના ટર્મિનલ પર 14 MV જેટલું પ્રાપ્ત કરી શકાયું હતું. આનાથી ઘણા દસ એમ. ઇ. વી. ના ભારે આયન બીમ પેદા કરવાની મંજૂરી મળી, જે પ્રકાશ-આયન સીધી પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવા માટે પૂરતા હતા. વેન ડી ગ્રાફ પ્રવેગક દ્વારા ટકાવી રાખવામાં આવેલી સૌથી મોટી ક્ષમતા 25.5 એમવી છે, જે ઓક રિજ નેશનલ લેબોરેટરીમાં હોલીફિલ્ડ કિરણોત્સર્ગી આયન બીમ સુવિધામાં ટાન્ડેમ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. વધુ વિકાસ પેલેટ્રોન છે, જ્યાં રબર અથવા ફેબ્રિક પટ્ટાને અવાહક કડીઓ દ્વારા જોડાયેલા ટૂંકા વાહક સળિયાઓની સાંકળ દ્વારા બદલવામાં આવે છે, અને હવા-આયનીકરણ ઇલેક્ટ્રોડ્સને ગ્રાઉન્ડ રોલર અને ઇન્ડક્ટિવ ચાર્જિંગ ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા બદલવામાં આવે છે. સાંકળને પટ્ટાની સરખામણીએ ઘણી વધુ ઝડપે ચલાવી શકાય છે, અને પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવા વોલ્ટેજ અને પ્રવાહ બંને પરંપરાગત વેન ડી ગ્રાફ જનરેટરની સરખામણીમાં ઘણા વધારે છે. ઓસ્ટ્રેલિયન નેશનલ યુનિવર્સિટી ખાતે 14 યુ. ડી. હેવી આયન એક્સલરેટરમાં 15 એમ. વી. પેલેટ્રોન છે. તેની સાંકળો 20 મીટરથી વધુ લાંબી છે અને તેના કરતા વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરી શકે છે. ડેર્સબરી લેબોરેટરી ખાતે ન્યુક્લિયર સ્ટ્રક્ચર ફેસિલિટી (એનએસએફ) ની દરખાસ્ત 1970ના દાયકામાં કરવામાં આવી હતી, 1981માં કાર્યરત કરવામાં આવી હતી અને 1983માં પ્રયોગો માટે ખોલવામાં આવી હતી. તેમાં એક ટેન્ડમ વેન ડી ગ્રાફ જનરેટરનો સમાવેશ થતો હતો જે નિયમિત રીતે 20 એમવી પર કામ કરતું હતું, જે 70 મીટર ઊંચી એક વિશિષ્ટ ઇમારતમાં રાખવામાં આવ્યું હતું. તેના જીવનકાળ દરમિયાન, તેણે પ્રાયોગિક ઉપયોગ માટે પ્રોટોનથી લઈને યુરેનિયમ સુધીના 80 વિવિધ આયન કિરણોને વેગ આપ્યો હતો. એક વિશિષ્ટ લક્ષણ દુર્લભ સમસ્થાનિક અને કિરણોત્સર્ગી કિરણોને વેગ આપવાની ક્ષમતા હતી. કદાચ એન. એસ. એફ. નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલી સૌથી મહત્વપૂર્ણ શોધ સુપર-વિકૃત કેન્દ્રકની હતી. આ કેન્દ્રક, જ્યારે હળવા તત્વોના મિશ્રણથી બને છે, ત્યારે ખૂબ જ ઝડપથી ફરે છે. જેમ જેમ તેઓ ધીમું થાય છે તેમ ઉત્સર્જિત ગામા કિરણોની પેટર્ન ન્યુક્લિયસની આંતરિક રચના વિશે વિગતવાર માહિતી પૂરી પાડે છે. નાણાકીય ઘટાડાને પગલે, એન. એસ. એફ. 1993માં બંધ થયું હતું. એક સરળ વેન ડી ગ્રાફ જનરેટરમાં રબરનો પટ્ટો (અથવા સમાન લવચીક ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી) હોય છે જે વિવિધ સામગ્રીના બે રોલરો પર ફરે છે, જેમાંથી એક હોલો મેટલ ગોળાથી ઘેરાયેલું હોય છે. તીક્ષ્ણ બિંદુઓ (આકૃતિમાં 2 અને 7) સાથે કાંસકો આકારનો ધાતુ ઇલેક્ટ્રોડ, દરેક રોલરની નજીક સ્થિત છે. ઉપલા કાંસકો (2) ગોળા સાથે અને નીચલા કાંસકો (7) જમીન સાથે જોડાયેલ છે. જ્યારે પટ્ટાને ચલાવવા માટે મોટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક અસર પટ્ટાની અસમાન સામગ્રી અને બે રોલરોમાંથી ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણનું કારણ બને છે. બતાવેલ ઉદાહરણમાં, પટ્ટાનો રબર નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થશે જ્યારે ઉપલા રોલરનો એક્રેલિક ગ્લાસ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થશે. પટ્ટો તેની આંતરિક સપાટી પર નકારાત્મક ચાર્જ વહન કરે છે જ્યારે ઉપલા રોલર હકારાત્મક ચાર્જ એકઠા કરે છે. આગળ, હકારાત્મક ઉપલા રોલર (3) ની આસપાસનું મજબૂત વિદ્યુત ક્ષેત્ર નજીકના કાંસાની નજીક ખૂબ ઊંચા વિદ્યુત ક્ષેત્રને પ્રેરિત કરે છે (2). કાંસાના બિંદુઓ પર, ક્ષેત્ર હવાના અણુઓને આયનીકરણ કરવા માટે પૂરતું મજબૂત બને છે. હવાના અણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોન પટ્ટાની બહાર તરફ આકર્ષાય છે, જ્યારે હકારાત્મક આયનો કાંસકો તરફ જાય છે. કાંસકો પર તેઓ ધાતુના ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા તટસ્થ થાય છે, આમ કાંસકો અને જોડાયેલ બાહ્ય કવચ (1) ને ઓછા ચોખ્ખા ઇલેક્ટ્રોન અને ચોખ્ખા હકારાત્મક ચાર્જ સાથે છોડી દે છે. ગૌસના નિયમ અનુસાર (ફેરાડે આઇસ પેલ પ્રયોગમાં દર્શાવ્યા મુજબ), બાહ્ય કવચની બાહ્ય સપાટી પર વધારાનો હકારાત્મક ચાર્જ એકઠા થાય છે, જેનાથી કવચની અંદર કોઈ વિદ્યુત ક્ષેત્ર રહેતું નથી. પટ્ટાને ચલાવવાનું ચાલુ રાખવાથી વધુ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઇન્ડક્શન થાય છે, જે શેલ પર મોટા પ્રમાણમાં ચાર્જ બનાવી શકે છે. જ્યાં સુધી ગોળામાંથી બહાર નીકળતા ચાર્જનો દર (લિકેજ અને કોરોના ડિસ્ચાર્જ દ્વારા) પટ્ટો દ્વારા ગોળામાં નવા ચાર્જને વહન કરવાના દર જેટલો ન થાય ત્યાં સુધી ચાર્જ એકઠા થતો રહેશે. અંતિમ ગોળાની બહાર, ગોળાના ઊંચા વોલ્ટેજથી ઉચ્ચ વિદ્યુત ક્ષેત્ર પરિણમે છે, જે બહારથી વધુ ચાર્જના ઉમેરાને અટકાવશે. જો કે, વિદ્યુત ચાર્જ વાહકની અંદર કોઈ વિદ્યુત ક્ષેત્ર ન હોવાથી, બાહ્ય કવચની સંપૂર્ણ ક્ષમતાને દૂર કરવાની જરૂર વગર અંદરથી સતત ચાર્જ ઉમેરી શકાય છે. ગોળા જેટલા મોટા અને તે જમીનથી જેટલા દૂર હોય છે, તેની ટોચની ક્ષમતા તેટલી વધારે હોય છે. પટ્ટો અને રોલરો માટે સામગ્રીની પસંદગી દ્વારા ચાર્જ (હકારાત્મક કે નકારાત્મક) ની નિશાનીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે. માત્ર ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક અસર પર આધાર રાખવાને બદલે પટ્ટાને સીધો ચાર્જ કરવા માટે વોલ્ટેજ સ્રોતનો ઉપયોગ કરીને પણ ગોળા પર ઉચ્ચ ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર ટર્મિનલને કામ કરવા માટે ગોળાકાર આકારની જરૂર નથી, અને હકીકતમાં, મહત્તમ આકાર એ છિદ્રની આસપાસ આંતરિક વળાંક ધરાવતો ગોળા છે જ્યાં પટ્ટો પ્રવેશ કરે છે. ગોળાકાર ટર્મિનલ તેની આસપાસના વિદ્યુત ક્ષેત્રને ઘટાડે છે, જે હવાના આયનીકરણ અથવા તેની આસપાસના અન્ય ડાઇલેક્ટ્રિક ગેસના આયનીકરણ વિના વધુ ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે. વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર વિદ્યુત ક્ષમતાના લગભગ કોઈપણ સ્તરે સમાન નાના પ્રવાહનો પુરવઠો પૂરો પાડી શકે છે, તે લગભગ આદર્શ પ્રવાહ સ્રોતનું ઉદાહરણ છે. મહત્તમ પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવી ક્ષમતા આશરે ગોળાકાર ત્રિજ્યા R ને વિદ્યુત ક્ષેત્ર EMAX દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે, જેના પર આસપાસના ગેસની અંદર કોરોના વિસર્જિત થવાનું શરૂ થાય છે. પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણ (એસ. ટી. પી.) પર હવા માટે વિરામ ક્ષેત્ર લગભગ છે. તેથી, વ્યાસમાં પોલિશ્ડ ગોળાકાર ઇલેક્ટ્રોડ મહત્તમ વોલ્ટેજ Vmax = R·Emax લગભગ વિકસાવવાની અપેક્ષા રાખી શકાય છે. આ સમજાવે છે કે શા માટે વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર ઘણીવાર સૌથી મોટા શક્ય વ્યાસ સાથે બનાવવામાં આવે છે. કણ પ્રવેગક તરીકે ઉપયોગ વેન ડી ગ્રાફ જનરેટરના વિકાસ માટેની પ્રારંભિક પ્રેરણા પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રયોગો માટે કણોને વેગ આપવા માટે ઉચ્ચ વોલ્ટેજના સ્ત્રોત તરીકે હતી. ટર્મિનલ અને જમીનની સપાટી વચ્ચેનો ઉચ્ચ સંભવિત તફાવત અનુરૂપ વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં પરિણમે છે. જ્યારે આયન સ્ત્રોત ગોળાની સપાટીની નજીક મૂકવામાં આવે છે (સામાન્ય રીતે ગોળાની અંદર જ) ત્યારે ક્ષેત્ર ગોળામાંથી દૂર યોગ્ય નિશાનીના ચાર્જ કણોને વેગ આપશે. જનરેટરને દબાણયુક્ત ગેસથી અવરોધિત કરીને, ત્વરિત કણોની મહત્તમ ઊર્જામાં વધારો કરીને વિરામ વોલ્ટેજ વધારી શકાય છે. ટેન્ડમ પ્રવેગક કણ-બીમ વેન ડી ગ્રાફ પ્રવેગકનો ઉપયોગ ઘણીવાર "ટેન્ડમ" રૂપરેખાંકનમાં થાય છે, જેમાં ઉચ્ચ સંભવિત ટર્મિનલ મશીનના કેન્દ્રમાં સ્થિત હોય છે. નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા આયનોને એક છેડે ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે, જ્યાં તેમને ટર્મિનલ તરફ આકર્ષક બળ દ્વારા વેગ આપવામાં આવે છે. જ્યારે કણો ટર્મિનલ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે તેમને હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરવા માટે કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન છીનવી લેવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ ટર્મિનલથી દૂર પ્રતિકારક દળો દ્વારા વેગ આપવામાં આવે છે. આ રૂપરેખાંકન એક વેન ડી ગ્રાફ જનરેટરની કિંમત માટે બે પ્રવેગમાં પરિણમે છે અને જમીનની ક્ષમતાની નજીક જટિલ આયન સ્રોત સાધનસામગ્રીને સુલભ રાખવાનો વધારાનો ફાયદો ધરાવે છે. પેલેટ્રોન પેલેટ્રોન એ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટર્મિનલમાં ચાર્જ ટ્રાન્સફર કરવા માટે પટ્ટાનો ઉપયોગ કરવાના કેટલાક ગેરફાયદાઓને દૂર કરવા માટે રચાયેલ ટેન્ડમ પ્રવેગકની શૈલી છે. પેલેટ્રોનમાં, પટ્ટાને "ગોળીઓ" સાથે બદલવામાં આવે છે, ધાતુના ગોળા સાંકળમાં અવાહક કડીઓ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. ગોળાની આ સાંકળ પરંપરાગત વેન ડી ગ્રાફ પ્રવેગકમાં પટ્ટાની જેમ જ કાર્ય કરે છે-ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટર્મિનલ પર ચાર્જ પહોંચાડવા માટે. અલગ ચાર્જ કરેલા ગોળાઓ અને સાંકળની ઉચ્ચ ટકાઉપણાનો અર્થ એ છે કે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટર્મિનલ પર ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, અને ચાર્જને વધુ ઝડપથી ટર્મિનલ સુધી પહોંચાડી શકાય છે. મનોરંજન અને શૈક્ષણિક જનરેટર 1930ના દાયકામાં ડૉ. વેન ડી ગ્રાફ દ્વારા બનાવવામાં આવેલું વિશ્વનું સૌથી મોટું એર-ઇન્સ્યુલેટેડ વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર, હવે બોસ્ટનના મ્યુઝિયમ ઓફ સાયન્સમાં કાયમી ધોરણે પ્રદર્શિત કરવામાં આવ્યું છે. બે સંયુક્ત એલ્યુમિનિયમ ગોળાઓ ઊંચા સ્તંભો પર ઊભા છે, આ જનરેટર ઘણીવાર 2 એમવી (2 મિલિયન વોલ્ટ) મેળવી શકે છે. વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર અને કેટલીક ટેસ્લા કોઇલનો ઉપયોગ કરીને પ્રદર્શન દિવસમાં બેથી ત્રણ વખત હાથ ધરવામાં આવે છે. ઘણા વિજ્ઞાન સંગ્રહાલયો, જેમ કે અમેરિકન મ્યુઝિયમ ઓફ સાયન્સ એન્ડ એનર્જી, પ્રદર્શન પર નાના પાયે વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર ધરાવે છે, અને "વીજળી" બનાવવા અથવા લોકોના વાળ ઊભા કરવા માટે તેમના સ્થિર-ઉત્પાદક ગુણોનો ઉપયોગ કરે છે. વેન ડી ગ્રાફ જનરેટરનો ઉપયોગ શાળાઓ અને વિજ્ઞાન પ્રદર્શનોમાં પણ થાય છે. અન્ય ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જનરેટર સાથે સરખામણી અન્ય ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મશીનો જેમ કે વિમશર્સ્ટ મશીન અથવા બોનેટી મશીન વેન ડી ગ્રાફની જેમ જ કામ કરે છે; ચાર્જને પ્લેટ, ડિસ્ક અથવા સિલિન્ડરને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રોડમાં ખસેડીને પરિવહન કરવામાં આવે છે. આ જનરેટર માટે, જોકે, ઉચ્ચ ક્ષમતા અને નબળા ઇન્સ્યુલેશન પર ખુલ્લા ધાતુના ભાગોમાંથી કોરોના સ્રાવ નાના વોલ્ટેજમાં પરિણમે છે. ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જનરેટરમાં, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રોડમાં પરિવહન (વર્તમાન) ચાર્જનો દર ખૂબ જ ઓછો હોય છે. મશીન શરૂ થયા પછી, અંતિમ ઇલેક્ટ્રોડ પરનો વોલ્ટેજ ત્યાં સુધી વધે છે જ્યાં સુધી ઇલેક્ટ્રોડમાંથી લિકેજ કરંટ ચાર્જ પરિવહનના દરની બરાબર ન થાય. તેથી, ટર્મિનલમાંથી લિકેજ મહત્તમ પ્રાપ્ય વોલ્ટેજ નક્કી કરે છે. વેન ડી ગ્રાફ જનરેટરમાં, પટ્ટો વિશાળ હોલો ગોળાકાર ઇલેક્ટ્રોડના આંતરિક ભાગમાં ચાર્જના પરિવહનને મંજૂરી આપે છે. લિકેજ અને કોરોના સ્રાવ ઘટાડવા માટે આ આદર્શ આકાર છે, તેથી વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર સૌથી વધુ વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આ જ કારણ છે કે વેન ડી ગ્રાફ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ તમામ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક કણ પ્રવેગકો માટે કરવામાં આવ્યો છે. સામાન્ય રીતે, વ્યાસ જેટલો મોટો અને ગોળા જેટલા સરળ હોય છે, તેટલું ઊંચું વોલ્ટેજ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. પેટન્ટ-"ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જનરેટર"-"પોઝિટિવ-આયન એક્સિલરેટરમાં ઇલેક્ટ્રોન લોડિંગ ઘટાડવા માટેનું ઉપકરણ" આ પણ જુઓ-પાતળા ધાતુના ગોળાઓ બનાવવા માટે વપરાતી મેટલવર્કિંગ પ્રક્રિયા સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર કેવી રીતે બનાવવું તેની સાથે કેવી રીતે કામ કરે છે, હાઉસ્ટફવર્ક્સ ઇન્ટરેક્ટિવ જાવા ટ્યુટોરિયલ-વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર નેશનલ હાઇ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ લેબોરેટરી ટેન્ડમ વાન ડી ગ્રાફ એક્સિલરેટર વેસ્ટર્ન મિશિગન યુનિવર્સિટી ફિઝિક્સ મ્યુઝિયમ ઓફ સાયન્સમાં ડૉ. વેન ડી ગ્રાફનું વિશાળ મશીન વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો, "એમ. આઈ. ટી. પર પ્રગતિ અહેવાલ" માંથી વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર પરના અહેવાલમાંથી સાયન્સ હોબીસ્ટ ચિત્ર. રાઉન્ડ હિલ "નિકોલા ટેસ્લા" ખાતે હાઇ-વોલ્ટેજ જનરેટર. સાયન્ટિફિક અમેરિકન, માર્ચ, 1934. (. ડોક ફોર્મેટ) પાઓલો બ્રેની, ધ વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર-20મી સદીના બુલેટિન માટે એક ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મશીન વૈજ્ઞાનિક ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ સોસાયટી નં. 63 (1999) ચેરિયર જેક્સ "લે જનરલ ડી વેન ડી ગ્રાફ". યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સિસ. હેલબોર્ગ, રાગનાર, એડ. ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક એક્સલરેટર્સઃ ફંડામેન્ટલ્સ એન્ડ એપ્લિકેશન્સ [એનવાય, એનવાયઃ સ્પ્રિંગર, 2005]. ઓનલાઇન અહીં ઉપલબ્ધ છેઃ https://books.google.com/books?id=tc6CEuIV1jEC&pg=PA51&lpg=PA51&dq=electrostatic + પ્રવેગક + પુસ્તક અમેરિકન ફિઝિકલ સોસાયટી નામ ઓઆરએનએલની હોલીફિલ્ડ ફેસિલિટી ઐતિહાસિક ભૌતિકશાસ્ત્ર સાઇટ પ્રવેગક ભૌતિકશાસ્ત્ર અમેરિકન શોધ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જનરેટર 1929 પરિચય