Нижний металличес­кий ролик заряжает трением резино­вый ремень, и нижние острия-провод­ники (гребень) «распыляют» отрица­тельный заряд на внешнюю поверх­ность резины. Этот отрицательный заряд механически переносится вверх и внутрь металлического купола (по­лого «закрытого» проводника). В ку­поле по индукции происходит разде­ление заряда: отрицательный заряд проходит на внешнюю поверхность купола, а положительный остается внутри его. Положительный заряд внутри купола немедленно нейтрали­зуется отрицательным зарядом, «соб­ранным» на верхнем гребне острий- проводников. Ранее мы писали, что на внутренней поверхности «закрыто­го» полого проводника не может су­ществовать «никакого заряда». Это может создать впечатление, что отри­цательные заряды, перенесенные вверх в купол, переводятся на внешнюю сто­рону купола, что не соответствует действительности.

По мере того как все больше и больше отрицательного заряда накапливается на куполе, его отрица­тельный потенциал увеличивается. Верхний ролик, сделанный из поли­этилена, заряжает резину положи­тельно, и поэтому положительный заряд переносится вниз вращающимся рези­новым ремнем. Когда эти положитель­ные заряды доходят до нижнего греб­ня, который заземлен, отрицательный заряд притягивается из земли и ней­трализует положительные заряды. Когда ремень поднимается вновь, то он переносит отрицательный заряд в купол и увеличивает отрицательный заряд на внешней стороне купола. Нижний ролик обычно приводится в движение маленьким электромотором, и, таким образом, заряд в куполе по­стоянно подпитывается. Теоретически купол должен был бы получать заряд неограниченное время и достигнуть неограниченного потенциала. На прак­тике же купол теряет часть своего заряда в окружающий воздух вслед­ствие ионизации воздуха и недоста­точной гладкости поверхности. Когда интенсивность, с которой купол полу­чает заряд от движущегося ремня, уравнивается с интенсивностью по­терь заряда в атмосферу, тогда он на­бирает максимальный заряд, который в состоянии удерживать, и, следова­тельно, достигает максимального по­тенциала. При помощи школьного ла­бораторного генератора вполне мож­но получить потенциалы порядка 250 000 В. К счастью, эти генераторы могут лишь давать очень слабый ток; значит, вы можете прикоснуться паль­цем к куполу, ощутить «удар» и ос­таться невредимыми.

При помощи генератора Ван-де- Граафа можно провести много инте­ресных опытов.

На рисунке 2 изображенны некоторые из них.

Держите металлическую сферу с металлической ручкой вблизи от за­ряженного купола. Между сферой и куполом «проскочит» электрическая искра (рис. 2, а). Оценить потен циал можно исходя из того, что раз­ность потенциалов, которая необхо­дима для образования искры в про­межутке, примерно равном 1 см, сос­тавляет 30 ООО В. Таким образом, искра, проскакивающая через проме­жуток 8 см, свидетельствует о потен­циале, равном почти 250 ООО В, на куполе.

Если вы вместо металличес­кой сферы возьмете точечный провод­ник в виде острия и поднесете его к заряженному куполу, то искры не воз­никнет. Присутствие острия уменьша­ет потенциал на куполе вследствие движения ионов в воздухе, которое создает «тихий» разряд (рис. 2, б). Если вы стоите на очень хорошем изо­ляторе (перевернутом пластмассовом тазике или тарелке, стоящей на по­лиэтиленовых блоках) и кладете ру­ку на купол генератора перед тем, как он зарядится, вы можете с полным успехом стать «частью» купола. И вы тоже можете быть заряжены до очень высокого потенциала. Ваши волосы могут «стать дыбом», и от любой час­ти вашей одежды может образовать­ся «искра». На рисунке 2, в по­казана девочка, которая получает «удар», желая прикоснуться к «за­ряженному» каблуку мальчика.

«Вет­ряная мельница», сбалансированная на игле, помещенная в купол гене­ратора (рис. 2, г), будет вра­щаться, как показано, реагируя на давление ионов, удаляющихся с ост­рых концов мельницы.

Если вы буде­те держать между указательным и большим пальцами руки пробник с неоновой лампочкой и поднесете его к заряженному куполу, то лампочка загорится (рис. 2, д).