1. वैन डी ग्राफ जनरेटर क्या है? (What is a Van de Graaff Generator?)

वैन डी ग्राफ जनरेटर (Van de Graaff Generator) एक विद्युत उपकरण है, जो विद्युत आवेश को एक बड़े गोलाकार धातु के गोले पर उच्च विभव पर संचित करता है। इसका उपयोग उच्च वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जो परमाणु, कण और अन्य भौतिकी प्रयोगों में सहायक है।

2. वैन डी ग्राफ जनरेटर की संरचना (Structure of Van de Graaff Generator)

इसकी संरचना में निम्नलिखित मुख्य भाग होते हैं:

• धातु का गोला: एक बड़ा धातु का गोला, जो आवेश को संचित करता है।
• बेल्ट: एक इन्सुलेटिंग बेल्ट, जो आवेश को गोले तक पहुंचाने का कार्य करती है।
• ब्रश: धातु के ब्रश, जो बेल्ट से आवेश को स्थानांतरित करने में सहायक होते हैं।
• मोटर: बेल्ट को घुमाने के लिए मोटर का प्रयोग किया जाता है।

3. कार्य सिद्धांत (Working Principle)

वैन डी ग्राफ जनरेटर का कार्य सिद्धांत विद्युत स्थिरीकरण (Electrostatic Induction) पर आधारित है। बेल्ट की गति के कारण ब्रश द्वारा आवेश संचित किया जाता है, जो धातु के गोले पर स्थानांतरित होता है। यह प्रक्रिया लगातार चलती रहती है और गोले पर उच्च वोल्टेज उत्पन्न होता है।

4. वोल्टेज का सूत्र (Formula for Voltage)

वैन डी ग्राफ जनरेटर के गोले पर उत्पन्न विभव (V) को निम्नलिखित सूत्र द्वारा निकाला जा सकता है:

V = Q / C

जहाँ:

• V

  = विभव (Voltage)

• Q

  = गोले पर संचित कुल आवेश (Total Charge on the Sphere)

• C

  = गोले की धारिता (Capacitance of the Sphere)

5. वैन डी ग्राफ जनरेटर के अनुप्रयोग (Applications of Van de Graaff Generator)

• पारंपरिक प्रयोग: उच्च विभव और विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए।
• कण त्वरक: परमाणु और कण भौतिकी में कणों को त्वरित करने के लिए।
• रासायनिक विश्लेषण: रासायनिक संरचनाओं के अध्ययन में सहायक।

6. उदाहरण (Example)

मान लें कि वैन डी ग्राफ जनरेटर के गोले पर 4 × 10^-5 C का आवेश संचित है और गोले की धारिता 2 × 10^-12 F है। गोले पर उत्पन्न विभव ज्ञात करें:

V = Q / C

V = (4 × 10^-5) / (2 × 10^-12)

V ≈ 2 × 10⁷ V

अतः, गोले पर उत्पन्न विभव लगभग 2 × 10⁷ वोल्ट है।