Generator Van De Graff

Generator Van De Graff diciptakan oleh Robert J. Van De Graff pada tahun 1932 yang menerapkan prinsip dasar listrik statis dan pemuatan dengan induksi. Caranya dengan berkali-kali memasukkan benda bermuatan ke dalam sebuah konduktor, melainkan muatan dimasukkan secara terus menerus melalui pita bergerak (belt conveyor) misalnya karet. Bila sebuah benda logam bermuatan didekatkan ke benda logam yang tidak bermuatan maka elektron-elektron bebas pada benda yang netral tertarik oleh benda yang bermuatan positif dan beberapa diantaranya akan pindah. Karena benda kedua sekarang kehilangan beberapa elektron negatifnya, benda tersebut akan bermuatan positif. Proses ini disebut pemuatan dengan induksi, dan kedua benda pada akhirnya akan memiliki muatan yang berjenis sama.
Salah satu cara untuk menginduksi muatan total pada benda logam adalah dengan menghubungkannya dengan kawat penghantar ke tanah (ground). Karena bumi sangat besar dan dapat menghantar, bisa dengan mudah menerima atau melepaskan elektron,berarti ia berlaku sebagai gudang muatan. Jika sebuah benda bermuatan, misalnya negative didekatkan ke logam, elektron-elektron bebas pada logam tersebut ditolak dan banyak diantaranya yang mengalir menuruni kawat menuju bumi, hal ini membuat logam tersebut bermuatan positif.
Generator van de Graff merupakan mesin listrik statik yang menghasilkan tegangan DC yang sangat tinggi, yaitu dengan cara mengumpulkan muatan listrik dan menyimpannya pada permukaan bola logam berongga (hollow pherical). Alat ini dapat digerakkan dengan dua cara. Pertama dengan menggunakan motor listrik yang dapat diatur kecepatan putarannya dan menggunakan listrik 220 V. Yang kedua diputar langsung dengan menggunakan tangan. Hal ini dapat dilakukan dengan hanya memindahkan karet penggerak ke puli motor atau ke puli yang dapat diputar oleh tangan.
Apabila sebuah konduktor bermuatan disisipkan ke dalam sebuah konduktor rongga, lalu disentuhkan pada dinding dalamnya, maka seluruh muatan pada konduktor pertama berpindah ke konduktor kedua, tak perduli apakah konduktor kedua ini telah bermuatan sebelumnya. Sekiranya tak ada kesulitan akibat adanya faktor isolasi, uatan (dan kerena itu juga potensial) konduktor rongga itu bisa saja ditambah tanpa batas dengan cara mengulang-ulang proses tadi. Dengan naiknya potensial konduktor maka makin besar gaya tolak yang bekerja terhadapnya tiap kali muatan ditambahkan padanya sehingga pada suatu saat konduktor tersebut tidak dapat menampung muatan lagi.

Gambar 1: Cara kerja generator van de Graff

Cara Kerja
Ketika motor DC dihidupkan, logam berongga A menyerap muatan-muatan yang ada disekitarnya, kemudian dialirkan oleh kawat serabut G untuk diserap oleh karet D yang diputarkan oleh dinamo F. Muatan-muatan yang diserap oleh karet dibawa berputar menuju kawat serabut H yang dihubungkan dengan ground untuk menyerap muatan negatifnya, sehingga pada kawat hanya tersisa muatan positif saja. Mutan-muatan positif tersebut dibawa berputar kembali menuju kawat serabut G, yang kemudian disalurkan ke logam berongga A, sehingga muatan-muatan positif berkumpul di logam berongga A, Akibatnya logam berongga A memiliki muatan positif lebih banyak dari pada bumi, dan apabila ada benda yang positif mendekati logam misalnya tisu, maka benda tersebut akan menjauhi logam berongga A karena terjadi gaya tolak menolak.

Cara Membuat Genertor Van de Graff Sederhana

• Alat dan bahan

1. Kaleng minuman ringan bekas
   
2. Paku kecil.
3. Sedotan Plastik
4. Karet ban bekas
5. Motor DC
6. Power Suplly
7. Jepit
   
8. Sterofoam/ gabus
   
9. Selotip secukupnya.
10. Kabel serabut secukupnya.
11. Plester 1 buah.
12. Papan.
13. Gunting.
14. Tang.
15. Tisu.
16. Gergaji
    

• Langkah Pembuatannya

1. Potong papan dengan ukuran 14:4 - 13:5 cm.
2. Pasang paku pada papan sebagai penyangga dinamo dan penyangga sedotan yang telah digunting sesuai panjang paku yang digunakan.
3. Gunting karet ban sesuai dengan besar karet yang ada pada dinamo.
4. Gunting pita menjadi bentuk panjang dan tipis dan pasangkan pada bagian atas kaleng.
5. Potong kabel dengan panjang 10 cm dan dikupas bagian pinggirnya.
6. Pasang dinamo pada paku penyangga yang berada di papan.
7. Pasang sedotan yang telah digunting pada paku penyangga pada papan.
8. Hubungkan dinamo dengan sedotan plastik dengan karet ban yang telah digunting.
9. Hubungkan karet ban dan kaleng dengan kabel serabut dan kabel lain ke ground.
10. Potong menjadi berapa lembar dengan lebar 1-2 cm dan panjang sekitar 15 cm
11. Simpan dan tempel bagian tengah lembaran tissue yang telah dipotong di atas kaleng
12. Hubungkan dinamo dengan power supply atau baterai untuk menggerakan dinamo.

Gambar 2 : Genertor Van de Graff Sederhana

referensi :

• Modul Workshop dan demo Alat Peraga Fisika, Prodi Fisika Fakultas Sains dan Teknologi UIN SGD, Bandung, 2010
  
• Makalah Genertor Van de Graff ( Pada Acara Diseminasi Fisika 2010), Prodi Fisika Fakultas Sains dan Teknologi UIN SGD, Bandung, 2010