Btn mobile menu gray

Elektriciteit - De eerste elektrische generator

De eerste elektrische generator was een wrijvingselektriseer machine en werd rond 1660 gebouwd door Otto von Guericke. Hij bestond uit een draaiende zwavelbol waar men met droge handen op wreef om hem te elektriseren. In dit artikel lees je hoe je zelf een elektrische generator kunt bouwen.

 

Om de machine na te bouwen gebruiken we de volgende materialen:

  • Tempex bol (bestaat uit twee delen, hol van binnen, doorsnede 20 cm)
  • Tempex bol 2x (massief, doorsnede ±12 cm)
  • Tempex plaat (±1 cm dik
  • PVC-buis 3x (lengte ±30 cm)
  • Houten plankje 23x (± 10cmx10cm)
  • Elektriciteitsdraad (soepel)
  • Duct tape en plakband
  • Zwengel of iets vervangbaars
  • Kartonnen doos

 

Hier volgen de stappen voor de bouw van de elektriseer machine:

 

  • Maak in het midden van elke tempex bolschil een passend gat voor de PVC-buis, maak de bol compleet en steek de PVC-buis door de bol
  • Plak de bol met duct tape vast aan de buis (foto links)
  • Bevestig een zwengel of iets vervangbaars aan de PVC-buis (hier: drie aderige installatiekabel in S-vorm gebogen, foto midden)
  • Neem een passende kartonnen doos waarin de bol draaibaar gemonteerd kan worden (foto rechts)
     

 

 

Met deze generator kun je een reeks proeven doen waarin de generator wordt uitgebouwd tot een apparaat waarmee je uiteindelijk een TL-lamp kunt laten oplichten. Bij elke proef leer je iets meer over elektriciteit. Deze proeven zou je ook in een presentatie kunnen verwerken om je verworven kennis op publiek over te brengen.

Experiment 1

Leg één hand losjes op de bol en draai met de andere hand de bol met de zwengel rond
Breng wat confetti op een plastic of tempex plaatje in de buurt van de bol om te zien of de bol geëlektriseerd is. Wat neem je waar?

 

 

 

 

Om de invloed van je hand te verkleinen doen we experiment 2.

Experiment 2

Herhaal experiment 1, maar houd nu een doek vast die wrijft langs de bol
Controleer met confetti of de bol geëlektriseerd is. Wat vind je?


 

 

We gaan proberen met de generator een metalen voorwerp te elektriseren.

 

Experiment 3

 

Let op. Bij het werken met statische elektriciteit kun je een elektrische schok krijgen. Dit is op zich niet gevaarlijk maar even schrikken is het wel. Let er daarom op dat je de opstelling niet met de blote hand aanraakt. Om na een proef de opstelling te ontladen, kun je met een geiosleerd elektricitetsdraadje de verschillende onderdelen even met ekaar verbinden. Pak daarbij de draad bij de omhulling vast en verbindt de verschillende onderdelen met elkaar via de kale draad. Een eventueel overschot aan lading op het ene deel van de opstelling, kan dan naar het andere deel van de opstelling.

  • Gebruik als metalen voorwerp een tempexbol (doorsnede 12 cm) die metaluminiumfolie is omwikkeld)
  • Monteer de bol op een PVC-buis (lengte ±30 cm)
  • Voorzie de PVC-buis van een voet (hier: houten plankje, foto links)
  • Bevestig in de doos, halverwege de bol, horizontaal een tempex plaat met een cirkelvormige uitsparing waarbij de draaiende bol de tempexplaat net niet raakt
  • Omwikkel de cirkelvormige uitsparing met aluminiumfolie en plak deze vast aan de tempex plaat (foto midden)
  • Verbind dit folie met de metalen bol met behulp van een geleider (hier: elektriciteitsdraad aan beide uiteinden gestript)
  • Controleer met een elektroscoop of het metalen voorwerp te elektriseren is met de elektriseermachine (foto rechts)


 

 


Het is lastig om de doek voortdurend vast te moeten houden. Vandaar proef 4.

Experiment 4

Bevestig de doek waarmee langs de bol gewreven wordt aan een tempex plaat
Klem de plaat zodanig in de doos dat de doek op de juiste hoogte met lichte druk tegen de draaiende bol wrijft (zie foto)
Denk je dat het elektriseren van de metalen bol nu makkelijker of moeilijker zal gaan?
Controleer dit door de proef te doen

 

 

 

 

 

 


In de volgende proef vervang je je lichaam door iets anders waaruit elektrische lading kan worden geput.

Experiment 5

Maak een tweede metalen bol zoals die uit proef 3
Gebruik deze bol als “lichaam” door hem met behulp van elektriciteitsdraad te verbinden met het doekje (zie foto)
Zal het elektriseren nu weer beter gaan?
Controleer dit door de proef te doen

 

 

 


Is de tweede bol nu ook geëlektriseerd?

Experiment 6

Let op. Bij het werken met statische elektriciteit kun je een elektrische schok krijgen. Dit is op zich niet gevaarlijk maar even schrikken is het wel. Let er daarom op dat je de opstelling niet met de blote hand aanraakt. Om na een proef de opstelling te ontladen, kun je met een geiosleerd elektricitetsdraadje de verschillende onderdelen even met ekaar verbinden. Pak daarbij de draad bij de omhulling vast en verbindt de verschillende onderdelen met elkaar via de kale draad. Een eventueel overschot aan lading op het ene deel van de opstelling, kan dan naar het andere deel van de opstelling.

Verbind de elektroscoop nu met de tweede bol die in verbinding staat met het doekje
Laat de generator draaien
Wat neem je waar?





 

 

Een voorwerp kan dus geëlektriseerd zijn doordat het een overschot of tekort aan elektrische lading heeft. We zien dat ook bij het onderstaande filmpje. Daar zie je hoe de elektroscoop telkens opgeladen wordt als de opstelling draait. Hoe je het verschil kunt opmerken leer je in de volgende proef.

 

 

Experiment 7

Plak een smal strookje aluminiumfolie vast aan het uiteinde van een PVC-buis
Elektriseer de metalen bollen waardoor de eerste een overschot en de tweede een tekort aan elektriciteit krijgt
Nader met de PVC-buis de eerste bol metalen zodat het strookje de bol raakt
Wat gebeurt er met het strookje?
Nader vervolgens met de PVC-buis de tweede bol zonder met het strookje de bol te raken.
Wat zie je?

 

 


Het wordt nu tijd voor een praktische toepassing van de elektriseermachine.

Experiment 8

Verbind een Tl-lamp met zijn uiteinden aan de twee metalen bollen
Verduister je kamer zodat je in een halfdonkere ruimte zit
Ontdek dat je met je elektriseermachine de lamp kunt laten oplichten. Je ziet dat ook gebeuren op het onderstaande filmpje. Hierbij wordt de lichtsterkte in de ruimte steeds verder opgevoerd. In het begin zie je dus de TL-buis heel duidelijk, in de loop van het filmpje komt de rest van de opstelling steeds beter in beeld.

 

 

 

 


Vaak is het effect te vergroten als één bol echt contact maakt met een uiteinde van de Tl-lamp en de tweede bol op een paar millimeter afstand. Probeer maar.

 Met een TL-buis kun je de twee bollen dus ontladen. Als je de bollen dicht bij elkaar zet, gaat het zelfs zonder TL-buis. De lading springt over door de lucht waarbij je een tikje hoort en een klein 'bliksemflitsje' ziet.