Segurament moltes vegades hagis vist o, al menys, hagis escoltat sobre el electroscopi. Un instrument de mesurament que se sol usar com a demostració en molts tallers i classes educatives quan es tracten temes d'electromagnetisme. A més, pot servir per a moltes altres aplicacions, com podràs veure en aquest article.
aquí aprendràs tot el que cal saber sobre l'electroscopi, com fabricar un de casolà, les seves aplicacions, i com es pot fer servir per fer mesuraments de diferents paràmetres o per als teus experiments casolans ... Fins i tot pot ser una bona eina educativa per ensenyar-los als més petits sobre electromagnetisme.
Què és l'electroscopi?
Un electroscopi és un dispositiu que conté una vareta metàl·lica vertical amb la qual i fa contacte amb alguna càrrega. A l'extrem oposat té dues làmines metàl·liques primes. Quan se li acosta una càrrega a la punta de l'electroscopi, aquestes làmines es separaran causa de el signe igual d'aquestes càrregues en les dues làmines, el que produeix una força magnètica de repulsió.
Típicament, la vareta metàl·lica vertical sol ser de coure, o similar, mentre les làmines de l'extrem oposat poden ser d'or o d'alumini. Les làmines estaran ficades en una caixa o bulb de vidre transparent (el vidre no podrà estar en contacte amb les làmines ni amb la vareta). El vidre, en els electroscopis professionals, té una carcassa de metall que estarà en contacte amb la terra.
El resultat és que quan s'acosta una càrrega a la vareta vertical, les làmines es mouen obrint-se (se separen). Aquest moviment és el que li indica a l'usuari que hi ha una càrrega present, i la intensitat de la mateixa, ja que es poden obrir més o menys en funció d'ella. I quan s'allunya la càrrega o s'anul·la, les làmines tornen a la seva posició de repòs.
No obstant això, no és un artefacte preus per mesurar càrregues amb precisió, només determinar la seva presència. El que sí es pot determinar amb precisió és el signe de la càrrega. Quan la càrrega és de el mateix signe de la càrrega coneguda de l'electroscopi, llavors seran d'igual signe. Però si s'aproximen, llavors seran de l'contrari.
D'altra banda, també has de saber que, idealment, les làmines haurien de romandre en la seva posició per la càrrega. Però no és així, la càrrega es va perdent per l'efecte de conductivitat elèctrica que té l'aire dins de l'ampolla de vidre (hauria d'estar en buit perquè això no fos així). Però aquest efecte, lluny de ser negatiu, és fins i tot pràctic per mesurar la densitat d'ions en l'aire.
Història
Aquest dispositiu va ser creat per primera vegada per William Gilbert, el 1600. I ho va fer per realitzar uns experiments amb càrregues electrostàtiques. I encara que en aquell moment va servir per això, actualment no té massa utilitat més enllà de l'educació o per fer certes demostracions.
A dia d'avui, hi ha Instruments que mesuren càrregues de forma molt més precisa, i cn molt més eficàcia que aquest tosc element ... Per exemple, hi ha mesuradors electrostàtics, detectors de camps electromagnètics, etc. Tots ells amb aplicacions molt diverses.
aplicacions
L'electroscopi, com ja deus intuir, s'usa com a instrument per mesurar si existeix càrrega elèctrica i el seu signe. Però no només té aquesta aplicació, el que he comentat de mesurar la densitat d'ions en l'aire també el dota d'una altra capacitat que no és tan coneguda.
I és que, l'electroscopi, pot servir també per mesurar radiació en l'ambient. Una mena de «comptador Geiger»Casolà, encara que no massa precís ... Però suficient per detectar la presència de materials radioactius o radiació propera.
Com fabricar un electroscopi a casa
Fabricar un electroscopi és tasca molt fàcil, i es pot fer fins i tot amb materials que ja tens a casa o reciclats. No és necessària una gran inversió, i ho pots fer fins i tot amb els més petits perquè aprenguin sobre el funcionament.
Els materials que has de reunir són:
- Tires de paper d'or o paper d'alumini de cuina. Pot ser una tira d'uns 2 cm de gruix i un 10cm de llarg.
- Filferro de coure gruix per la vareta vertical i el ganxo que sostindrà les làmines.
- Pot de vidre amb tapa aïllant.
- Opcional - Si no trobes un pot amb tapa aïllant, i fas servir un conserves convencional amb tapa metàl·lica, llavors hauràs de afegir un tub aïllant perquè la vareta vertical no faci contacte amb el tap metàl·lic. L'aïllant pot ser el propi cobertor del cable de coure (si en té), o pots fer servir una palleta de plàstic o similar ...
Per realitzar el muntatge, també pot ser que t'hagis d'ajudar d'algunes eines (tenalles per doblar el filferro i tallar-lo, pistola termofusible per si vols subjectar tot millor, ...), encara que es pot fer manualment. Pel que fa a l' muntatge en si, els passos serien:
- Un cop tens tots els materials necessaris, el primer pas és tallar donar forma a el cable o filferro de coure. El filferro ha d'estar nu, sense cap tipus d'aïllant com en el cas dels cables. Si el té, has de pelar-lo. Has generar una espècie de bobina en un dels seus extrems (serpentejant), això farà de bola de metall. Així tindrà més superfície per captar les càrregues (electrons) que se li aproximin.
- Ara, amb el mateix filferro, perfora acuradament la tapa de suro de el pot. Si veus que no es pot amb el filferro, fes-ho amb un punxó o una fina broca perquè el filferro pugui travessar-la, però sense que quedi folgança. Ha d'estar ajustada perquè el filferro quedi atrapat.
- L'altre extrem (el que va a l'interior de el pot), un cop hagis travessat amb ell, es doblarà en forma de L i hauria de quedar més o menys suspès enmig de l'interior de el pot de vidre. Fes els càlculs de la longitud i curta perquè quedi ben ajustat. Si veus que per algun motiu ha quedat una mica solt, pots enganxar-lo a la tapa usant la pistola de cola termofusible, però vés amb compte que ni l'extrem en forma de serpentí, ni l'L, els caigui cola, ja que és aïllant i et podria arruïnar l'experiment.
- Després, talla una làmina de paper d'alumini d'1 o 2 cm d'ample i amb una longitud d'uns 10cm. Pots augmentar o reduir aquestes dimensions segons la mida de el pot que hagis comprat. Recorda que en cap moment han de tocar el fons o les parets de el pot ...
- Ara, doblega la làmina just per la meitat, i usa aquest duplicitat per donar suport a la zona central per on has doblegat sobre la zona en horitzontal de la vareta de coure (a la L). Fes-ho de tal manera que les làmines quedin penjant i lliures per moure, i amb un angle de 45º. És a dir, que tinguin llibertat tant per aproximar-(detectar càrrega de diferent signe), com allunyar-(detectar càrrega d'igual signe).
- Finalment, de forma acurada, introdueix la vareta amb la làmina dins el pot i pressiona el tap perquè quedi ben segellat.
Ara ja està acabat, el resultat hauria de ser una cosa semblant a la imatge anterior. Només falta provar ...
¿Comprar un electroscopi?
Una altra opció pot ser comprar un electroscopi ja fet. Els venen per a l'educació i, alguns, no són massa cars. Encara que, el realment divertit és crear-lo ...
Existeixen diversos tipus, Aquí tens alguns:
- No s'ha trobat cap producte.
- No s'ha trobat cap producte.
- Ajax Scientific, electroscopi phitball.
- 3B Scientific electroscopi científic.
- Science2Education electroscopi per a educació.
Provar el electroscopi
Ara, per provar-ho, pots fer diverses coses. La més senzilla és acostar la punta serpentejant a alguna cosa que sàpigues que té càrrega elèctrica, o electricitat estàtica. El resultat serà un moviment en els extrems de les làmines, Tant d'atracció, com de repulsió en funció de les càrregues ...
Per fer la Prova:
- Sobre el cable serpentejant que queda fora de el pot a alguna cosa que sàpigues que segur no té càrrega, sempre mantenint el pot en vertical i estable. Veuràs que les làmines no es mouen.
- En canvi, si fas servir un globus carregat (fregant-contra el teu cabell), veuràs que a l'apropar-, els electrons de la càrregues estàtica es transfereixen a través del cable de coure i arriben a les làmines d'alumini, fent que totes dues es carreguin negativament i es repel·leixin una a l'altra (s'obriran).