Indhold
- etaper
- Metode 1 Mål den statiske belastning af forskellige materialer
- Metode 2 Måling med et hjemmelavet elektronoskop
Statisk elektricitet er ubalancen mellem negative og positive ladninger på overfladen af et objekt. Du kan let se den, når en gnist opfattes, når du rører ved en metaldørsknap. Imidlertid er fysisk måling af statisk elektricitet en meget mere kompliceret proces, men når du mestrer den, beregner du faktisk et specifikt objekts overfladeareal.
etaper
Metode 1 Mål den statiske belastning af forskellige materialer
-
Saml materialerne. Til dette eksperiment har du brug for en lille kobberplade, et jordforbindelse, startkabler med alligatorklips, hvidt papir, et saks, en lineal, en ballon, hår, to t-shirts (den ene i bomuld og den anden i polyester), et tæppe og en keramisk flise. Dette eksperiment vil verificere den relative mængde statisk elektricitet i et objekt.- Du kan købe en lille kobberplade til en relativt lav pris i en hardwarebutik eller på Internettet.
- Startkabler med alligatorklemmer og jordforbindelse skal købes i en isenforretning eller elektronikforretning.
-
Tilslut kobberpladen til jorden. Gør dette ved hjælp af jumperkablerne. Tag den ene ende af tangen, og tilslut den til stikket. Tilslut den anden ende til kobberpladen. Placeringen af klemmen betyder ikke noget, så længe den er tilsluttet jordforbindelsesledningen.- At føre en genstand over pladen eliminerer eventuel resterende statisk elektricitet, der måtte være til stede.
-
Skær papirarket i 100 firkantede stykker på 5 x 5 mm. Mål kvadrater på 5 mm x 5 mm og skær dem ud med en lineal. Prøv at skære dem i samme størrelse som muligt. Processen vil være mere nøjagtig og hurtigere, hvis du har en skærer.- Fjern langvarig statisk elektricitet fra papiret ved at placere det på kobberpladen.
- Når du har fjernet eventuelt resterende statisk, skal du placere papirstykkerne i en flad bakke for resten af eksperimentet.
-
Blæse ballonen op. Du skal oppustes den mellem mellemstor og stor størrelse, selvom det ikke er vigtigt, at du bruger den samme kugle til hvert materiale. Hvis du popper den under en af testene, skal du blæse en ny op igen og starte igen fra begyndelsen for at opretholde konsistensen under eksperimentet.- Afgiv ballonen fra al langvarig statisk elektricitet ved at rulle den over kobberpladen.
-
Gnid ballonen 5 gange på overfladen af et materiale. Vælg først det materiale, du vil måle den statiske ladning. Nogle af de gode materialer til at prøve inkluderer en keramisk flise, teeshirts (polyester og bomuld), et tæppe, hår.- Gnid altid kuglen i samme retning på materialets overflade.
-
Placer ballonen over de afskårne stykker papir. Da du har gniddet på overflader, bliver det fyldt med forskellige mængder statisk elektricitet. Når du lægger det over papirerne, klæber brikkerne sig fast på det afhængigt af mængden af statisk elektricitet i ballonen.- Rul ikke kuglen rundt om stakken af papir, men placer den bare ovenpå og se, hvor mange stykker der vil holde sig til den.
-
Tæl og registrer antallet af indsatte papirstykker. Fjern dem fra ballonen, og tæl dem. Hvert af de forskellige materialer tiltrækker flere eller færre stykker. Gentag proceduren med hver af dem for at se, hvordan de er forskellige.- Sørg for at fjerne belastningen fra ballonen og papirstykker, før du starter igen.
-
Sammenlign resultaterne af forskellige materialer. Gennemgå de oplysninger, du har registreret, og sammenlign antallet af papirstykker, der klæber til kuglen, efter at have gnydt dem på de forskellige materialer. Når flere papirstykker klæber til ballonen, betyder det, at materialet har en højere statisk belastning.- Undersøg listen og se de materialer, der får ballonen til at tiltrække det meste af papiret. Hår indeholder meget statisk elektricitet og vil sandsynligvis tiltrække mere papir.
- Selvom denne metode ikke angiver den nøjagtige mængde statisk elektricitet til et objekt, giver den dig mulighed for at se de relative mængder elektricitet, den indeholder.
Metode 2 Måling med et hjemmelavet elektronoskop
-
Saml materialerne. Et elektroskop er en anordning, der er i stand til at detektere statisk elektricitet ved hjælp af tynde metaldele adskilt af en elektrisk ladning. Du har mulighed for at bygge et elektroskop med nogle enkle husholdningsgenstande. Du har brug for en bore, aluminiumsfolie og en glasbeholder med et plastiklåg. -
Form en kugle med aluminiumsfolie. Klip et stykke aluminiumsfolie ca. 25 cm med 25 cm, selvom de nøjagtige dimensioner ikke er vigtige. Crumple papiret og dann en kugle. Sørg for, at bolden er så rund som muligt.- Størrelsen på kuglen skal være ca. 5 cm i diameter. Endnu en gang betyder de nøjagtige dimensioner lidt, men bolden skal ikke være for stor eller for lille.
-
Pakk et stykke aluminiumsfolie. Tag en anden aluminiumsfolie og rull den op til en stilk, der er lidt kortere end krukken. Det skal placeres ca. 7 cm over bunden af krukken og strække sig ca. 10 cm over toppen af krukken. -
Fastgør kuglen til stilken ved at indpakke dem med aluminiumsfolie. Brug en anden stor aluminiumsfolie til at kombinere kuglen og stilken og indpak den med folien. Pakk papiret rundt om stangen for at fastgøre alt godt. -
Bor et hul i plastiklåget på glasset. Brug et bor til at bore et hul, der er stort nok midt på dækslet, så aluminiumsstangen kan passere igennem. Hvis du ikke har en praktisk bore, kan du bruge en hammer og en søm til at slå.- Vær forsigtig, mens du bruger hammeren eller boren. Tilsyn med voksne anbefales.
-
Fastgør aluminiumsstangen og kuglen til låget. Skub stangen gennem hullet i dækslet, og lad kuglen flyde gennem den øverste ende. Fastgør stangen (bund til top) med tape. Fold en centimeter nedefra for at danne en ret vinkel (90 °). -
Klip en trekantet form af foldet aluminiumsfolie ud. Klip et stykke aluminiumspapir ca. 15 cm x 7 cm. Fold bladet på langs, så det danner en firkant på 7 cm x 7 cm. Klip en trekantet form ud, så punktet når næsten den foldede del. Lad trekanterne være knyttet til dette sted uden at skære dem i folden. I slutningen af udskæringerne skal du have to trekanter forbundet til toppen med aluminiumsfolie.- Hvis du klipper krøllet, skal du tage en ny aluminiumsfolie og starte igen.
-
Hæng aluminiums trekanterne på stangens kurve. Spred dem på stilken, så de hænges for næsten at røre hinanden. Skru låget til beholderen, og sørg for ikke at tabe trekanterne. Hold elektronoskopet lodret.- Hvis trekanterne falder, skal du blot fjerne dækslet og udskifte dem.
-
Se på enheden i aktion. Gnid en ballon mod dit hår, og anbring det nær kuglen øverst på elektroskopet. På dette tidspunkt skulle trekanterne adskille sig fra hinanden. Når enheden kommer i kontakt med statisk elektricitet, vil de to trekanter have modsatte ladninger og vil bevæge sig fra hinanden. På den anden side, når der ikke er statisk elektricitet, vil trekanterne være tæt på hinanden.- Tag en tur rundt i dit hjem ved at placere bolden i nærheden af forskellige genstande for at finde ud af, hvor statiske de er.