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[quote="MichiPommes"][b]Meine Frage:[/b]

Guten Abend,

habe da ein Paar Verständnisfragen zur Funktionsweise des Van de Graaff Generators. Auf der englischen Wiki (https://en.wikipedia.org/wiki/Van_de_Graaff_generator#Description) gibts zwar eine Beschreibung, aber sie beantwortet unten angegebene Fragen nicht.

(Im folgenden übernehme ich die Nummerierung der einzelnen Schritte 1 zu 1 vom Bildchen auf der Wiki Seite rechts vom verlinken Text). Weiß leider nicht wie ich hier Bilder einfügen kann

was ich bisher verstanden habe:

Im Schritt (3) lädt sich durch reibungselektrischen Effekt die obere Trommel positiv, die Innenseite des Bandes negativ auf und folglich werden die auf der Innenseite des Bandes konzentrierten negativen Ladungen im Sinne von Schritt (5) nach unten zur unteren Trommel befördert.

Dadurch werden an der unteren Bürste (Stelle (7)) durch diese negative statische Ladungen der Bandinnenseite positive Ladungen entlang der Bürstenspitze abgezapft/angezogen. Folglich bleiben sie auf der Außenseite des Bandes hängen und werden wie in (4) angedeutet dann nach oben befördert.

Schließlich wandern sie über die obere Bürste (Schritt (2)) an die hohle Metallkugel (1) und der Prozess beginnt von vorne bis auf die Änderung, dass nach jedem solchen Zyklus die hohle Metallkugel durch diese positive Ladungen immer stärken positiv aufgeladen wird. Das ist soweit nachvollziehbar.

Fragen:

(A): Aber lädt sich nach jedem solchen oben skizzierten "Zyklus" die obere Trommel nicht ebenfalls immer stärker positiv auf durch reibungselektrischen Effekt? Oder erreicht es irgendwann eine gewisse "Gleichgewichtsschwelle", die verhindert, dass sie sich im Gegensatz zur Metallkugel immer weiter auflädt? Wenn ja, warum? Und durch welche Mechanismen wird das genau reguliert?

(B): Der reibungselektrische Effekt  findet ja auch zwischen dem inneren Band und der unteren Trommel statt. Warum ändert sich nach beim Reibungskontakt die Ladungsverhältnisse der beiden nicht wie beim Reibungskontakt des inneren Bandes mit der oberen Trommel?

(C): Was passiert mit den negativen Ladungen auf der Innenseite des Bandes nach dem Durchlauf eines solchen oben beschribenen "Vollzyklus'" beim erneuten Kontakt mit der oberen - mittlerweile positiv aufgeladenen - Trommel?

(Bemerkung: ich habe identische Frage auf dem Matheplaneten (https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=267050&start=0&lps=1949481#v1949481) gestellt, aber da scheinen zumindest in letzter Zeit Fragen zu Physik wenig diskutiert zu werden.)

[b]Meine Ideen:[/b]

Naive Idee: Entsteht da vielleicht so eine Art "Glechgewicht" beim erneuten Aufeinandertreffen der Bandinnenseite mit der oberen Trommel, also zwischen (3) und (4), die weiteres Aufladen von der oberen Trommel mit positiven Ladungen bzw der Bandinnenseite mit negativen Lafungen verhindert?

Genauer: Die Trommel ist ja nun positiv (bzw "positiver" geladen als beim letzten Zyklus), und Innenband negativ (bzw nevativer) geladen. Dann scheinen da zwei zueinander mehr oder minder "konkurrierende" Prozesse ein elektrostatisches Gleichgewicht zwischen den Ladungen auf der oberen Trommel und dem Innenband herbeizuführen:
Zum einen forciert reibungselektrischer Effekt beim Kontakt der beiden weiter Ladungstrennung (=positive Ladungen zur Trommel, negetive zum Bandinnenseite), anderseits scheint die Tatsache, dass die obere Trommel bereits positiv aufgeladen bzw Innenband negativ ist durch die vorherigen Zyklen, dieser weiten Ladungstrennung durch die Reibung genau entgegenzuwirken, sodass sich da so eine Art Gleichgewicht einpendelt, das verhindert, dass die Trommel sich noch stärker positiv bzw Innenband stärker negativ auflädt.

Soweit meine Vermutung. Ist es (teilweise?) korrekt oder bring ich da was gehörig durcheinander? Wenn nicht, wie lassen sich sonst die Punkte in Fragen A,B & C richtig begründen?[/quote]

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