Ηλεκτροσκόπιο: πώς να φτιάξετε ένα σπιτικό και εφαρμογές

Σίγουρα πολλές φορές έχετε δει ή, τουλάχιστον, έχετε ακούσει για το ηλεκτροσκόπιο. Ένα όργανο μέτρησης που χρησιμοποιείται συχνά ως επίδειξη σε πολλά εργαστήρια και εκπαιδευτικά μαθήματα όταν ασχολείται με τον ηλεκτρομαγνητισμό. Επιπλέον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλές άλλες εφαρμογές, όπως μπορείτε να δείτε σε αυτό το άρθρο.

Εδώ θα μάθετε το μόνο που χρειάζεται να γνωρίζετε σχετικά με το ηλεκτροσκόπιο, πώς να φτιάξετε ένα σπιτικό, τις εφαρμογές του και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πραγματοποίηση μετρήσεων διαφορετικών παραμέτρων ή για τα πειράματα στο σπίτι σας ... Μπορεί ακόμη και να είναι ένα καλό εκπαιδευτικό εργαλείο για να διδάξετε τα μικρά για τον ηλεκτρομαγνητισμό.

Τι είναι το ηλεκτροσκόπιο;

Un ηλεκτροσκόπιο Είναι μια συσκευή που περιέχει μια κάθετη μεταλλική ράβδο με την οποία έρχεται σε επαφή με κάποια φόρτιση. Στο αντίθετο άκρο έχει δύο λεπτά μεταλλικά φύλλα. Όταν ένα φορτίο πλησιάζει στην άκρη του ηλεκτροσκοπίου, αυτές οι λεπίδες θα διαχωριστούν λόγω του ίσου σημείου αυτών των φορτίων στις δύο λεπίδες, δημιουργώντας μια απωθητική μαγνητική δύναμη.

Συνήθως, το μεταλλική ράβδος κάθετη είναι συνήθως κατασκευασμένη από χαλκό, ή παρόμοια, ενώ οι πλάκες στο αντίθετο άκρο μπορούν να είναι κατασκευασμένες από χρυσό ή αλουμίνιο. Τα φύλλα θα τοποθετηθούν σε διαφανές γυάλινο κουτί ή λάμπα (το γυαλί δεν μπορεί να έρθει σε επαφή με τα φύλλα ή με τη ράβδο). Το γυαλί, σε επαγγελματικά ηλεκτροσκόπια, έχει μεταλλικό σκελετό που θα έρχεται σε επαφή με το έδαφος.

Το αποτέλεσμα είναι ότι όταν ένα φορτίο πλησιάζει την κατακόρυφη ράβδο, το οι λεπίδες κινούνται άνοιγμα (χωρίζονται). Αυτή η κίνηση είναι αυτή που δείχνει στον χρήστη ότι υπάρχει ένα φορτίο και την έντασή του, καθώς μπορούν να ανοίξουν λίγο πολύ ανάλογα με αυτό. Και όταν το φορτίο απομακρυνθεί ή ακυρωθεί, οι λεπίδες επιστρέφουν στη θέση ηρεμίας τους.

Ωστόσο, δεν είναι τέχνασμα τιμής για την ακριβή μέτρηση των φορτίων, αλλά μόνο για τον προσδιορισμό της παρουσίας τους. Αυτό που μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια είναι το σημάδι του βάρους. Όταν το φορτίο είναι του ίδιου σημείου με το γνωστό φορτίο του ηλεκτροσκοπίου, τότε θα είναι του ίδιου σημείου. Αλλά αν πλησιάσουν, τότε θα είναι το αντίθετο.

Από την άλλη πλευρά, θα πρέπει επίσης να γνωρίζετε ότι, ιδανικά, τα φύλλα πρέπει να παραμείνουν στη θέση τους λόγω του φορτίου. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει, το φορτίο χάνεται λόγω της επίδρασης του ηλεκτρική αγωγιμότητα του αέρα μέσα στο γυάλινο μπουκάλι (θα πρέπει να είναι κενό για να μην συμβαίνει αυτό). Αλλά αυτό το φαινόμενο, αντί να είναι αρνητικό, είναι ακόμη πρακτικό για τη μέτρηση της πυκνότητας ιόντων στον αέρα.

Ιστορία

Αυτή η συσκευή δημιουργήθηκε για πρώτη φορά από William Gilbert, το 1600. Και το έκανε για να πραγματοποιήσει πειράματα με ηλεκτροστατικά φορτία. Και παρόλο που εκείνη τη στιγμή εξυπηρετούσε αυτό, προς το παρόν δεν έχει μεγάλη χρήση πέρα ​​από την εκπαίδευση ή να κάνει συγκεκριμένες διαδηλώσεις.

Μέχρι σήμερα, υπάρχουν μέσων που μετρά τα φορτία με μεγαλύτερη ακρίβεια και με πολύ μεγαλύτερη απόδοση από αυτό το ακατέργαστο στοιχείο ... Για παράδειγμα, υπάρχουν ηλεκτροστατικοί μετρητές, ανιχνευτές ηλεκτρομαγνητικού πεδίου κ.λπ. Όλα με πολύ διαφορετικές εφαρμογές.

εφαρμογές

Το ηλεκτροσκόπιο, όπως πρέπει ήδη διαισθητικό, χρησιμοποιείται ως όργανο μετρήστε εάν υπάρχει ηλεκτρικό φορτίο και το σήμα του. Αλλά δεν έχει μόνο αυτήν την εφαρμογή, αυτό που ανέφερα για τη μέτρηση της πυκνότητας των ιόντων στον αέρα του δίνει επίσης μια άλλη χωρητικότητα που δεν είναι τόσο γνωστή.

Και είναι αυτό, το ηλεκτροσκόπιο, μπορεί επίσης να χρησιμεύσει μετρήστε την ακτινοβολία στο περιβάλλον. Ενα είδος "μέτρο ραδιενέργειας»Σπιτικό, αν και όχι πολύ ακριβές… Αλλά επαρκές για την ανίχνευση της παρουσίας ραδιενεργών υλικών ή κοντινής ακτινοβολίας.

Πώς να φτιάξετε ένα ηλεκτροσκόπιο στο σπίτι

Φτιάξτε ένα ηλεκτροσκόπιο Είναι μια πολύ εύκολη εργασία και μπορεί να γίνει ακόμα και με υλικά που έχετε ήδη στο σπίτι ή ανακυκλωμένα. Δεν είναι απαραίτητο μια μεγάλη επένδυση και μπορείτε να το κάνετε ακόμα και με το μικρότερο για να μάθετε για τη λειτουργία.

Ο υλικά που πρέπει να συγκεντρώσετε είναι:

• Λωρίδες χρυσού φύλλου ή αλουμινόχαρτο κουζίνας. Μπορεί να έχει λωρίδα πάχους περίπου 2 εκατοστών και μήκους 10 εκατοστών.
• Χάλκινο σύρμα πάχος για την κάθετη ράβδο και το άγκιστρο που θα συγκρατεί τις λεπίδες.
• Γυάλινο βάζο με μονωτικό καπάκι.
• Προαιρετικό - Εάν δεν μπορείτε να βρείτε ένα βάζο με μονωμένο καπάκι και χρησιμοποιείτε ένα συμβατικό δοχείο με μεταλλικό καπάκι, τότε θα πρέπει να προσθέσετε έναν μονωτικό σωλήνα, έτσι ώστε η κάθετη ράβδος να μην έρχεται σε επαφή με το μεταλλικό καπάκι. Η μόνωση μπορεί να είναι το ίδιο το χαλκό κάλυμμα καλωδίου (αν έχει), ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα πλαστικό άχυρο ή παρόμοιο ...

Για να πραγματοποιήσετε τη συναρμολόγηση, ίσως χρειαστεί επίσης να χρησιμοποιήσετε ορισμένα εργαλεία (πένσα για να λυγίσετε το σύρμα και να το κόψετε, πιστόλι θερμού τήγματος σε περίπτωση που θέλετε να κρατήσετε τα πάντα καλύτερα ...), αν και μπορεί να γίνει χειροκίνητα Σχετικά με βάση τα ίδια, τα βήματα θα ήταν:

1. Μόλις έχετε όλα τα απαραίτητα υλικά, το πρώτο βήμα είναι να κόψετε διαμόρφωση σύρματος ή καλωδίου χαλκού. Το σύρμα πρέπει να είναι γυμνό, χωρίς κανένα τύπο μόνωσης όπως στην περίπτωση των καλωδίων. Εάν συμβαίνει αυτό, πρέπει να το ξεφλουδίσετε. Πρέπει να δημιουργήσετε ένα είδος πηνίου σε ένα από τα άκρα του (σερπεντίνη), που θα λειτουργεί ως μεταλλική μπάλα. Με αυτόν τον τρόπο θα έχει περισσότερη επιφάνεια για να συλλάβει τα φορτία (ηλεκτρόνια) που το πλησιάζουν.
2. Τώρα με το ίδιο το σύρμα, τρυπήστε προσεκτικά το καπάκι του φελλού του σκάφους. Εάν διαπιστώσετε ότι δεν μπορείτε να χειριστείτε το καλώδιο, κάντε το με ένα κουτάβι ή ένα λεπτό κομμάτι, ώστε το καλώδιο να περάσει μέσα από αυτό, αλλά χωρίς καθυστέρηση. Πρέπει να είναι σφιχτό έτσι ώστε το σύρμα να παγιδεύεται.
3. Το άλλο άκρο (αυτό που μπαίνει μέσα στη βάρκα), μόλις το διασχίσετε, θα λυγίσει Σχήμα L. και θα πρέπει να αναρτώνται λίγο πολύ στη μέση του εσωτερικού του γυάλινου βάζου. Κάντε τους υπολογισμούς μήκους και κόψτε για να ταιριάζει άνετα. Εάν βλέπετε ότι για οποιονδήποτε λόγο κάτι ήταν χαλαρό, μπορείτε να το κολλήσετε στο καπάκι χρησιμοποιώντας το πιστόλι ζεστής κόλλας, αλλά προσέξτε ότι ούτε το ελικοειδές άκρο, ούτε το άκρο L, τους κολλάει, καθώς είναι μονωτικό και εσείς θα μπορούσε να καταστρέψει το πείραμα.
4. Στη συνέχεια κόψτε ένα φύλλο αλουμινόχαρτο Πλάτος 1 ή 2 cm και μήκος 10 cm. Μπορείτε να αυξήσετε ή να μειώσετε αυτές τις διαστάσεις ανάλογα με το μέγεθος του σκάφους που έχετε αγοράσει. Να θυμάστε ότι σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να αγγίζουν τον πυθμένα ή τους τοίχους του σκάφους ...
5. Τώρα, διπλώστε το φύλλο στη μέση και χρησιμοποιήστε το πτυχή για να στηρίξετε την κεντρική περιοχή όπου έχετε λυγίσει πάνω από την οριζόντια περιοχή της ράβδου χαλκού (στο L). Κάντε το με τέτοιο τρόπο ώστε τα φύλλα να κρέμονται και να κινούνται ελεύθερα και υπό γωνία 45º. Δηλαδή, είναι ελεύθεροι και στις δύο προσεγγίσεις (ανίχνευση φόρτισης διαφορετικού σημείου) και απομακρύνονται (ανίχνευση φορτίου του ίδιου σημείου)
6. Τέλος, τοποθετήστε προσεκτικά τη ράβδο με το φύλλο στο δοχείο και πατήστε το καπάκι έτσι ώστε να είναι καλά σφραγισμένο.

Τώρα τελειώσατε, το αποτέλεσμα θα πρέπει να είναι κάτι παρόμοιο με την παραπάνω εικόνα. Απλά πρέπει να το δοκιμάσετε ...

Αγοράστε ένα ηλεκτροσκόπιο;

Μια άλλη επιλογή μπορεί να είναι αγοράστε ένα έτοιμο ηλεκτροσκόπιο. Πωλούνται για εκπαίδευση και μερικά δεν είναι πολύ ακριβά. Αν και, το πραγματικά διασκεδαστικό πράγμα το δημιουργεί ...

εκεί διάφοροι τύποι, εδω είναι μερικά:

• Δεν βρέθηκαν προϊόντα.
• Δεν βρέθηκαν προϊόντα.
• Ajax Scientific, ηλεκτρονικό μικροσκόπιο phitball.
• 3B Επιστημονικό Επιστημονικό Ηλεκτροσκόπιο.
• Science2Education ηλεκτροσκόπιο για την εκπαίδευση.

Ελέγξτε το ηλεκτροσκόπιο

Τώρα, για να το δοκιμάσετε, μπορείτε να κάνετε πολλά πράγματα. Το πιο απλό είναι να φέρετε την άκρη μαιάνδρου κοντά σε κάτι που γνωρίζετε ότι έχει ηλεκτρικό φορτίο ή στατικό ηλεκτρισμό. Το αποτέλεσμα θα είναι ένα κίνηση στα άκρα των λεπίδων, τόσο έλξη όσο και απώθηση ανάλογα με τις χρεώσεις ...

Για να κάνετε το Prueba:

• Φέρτε το καλώδιο μαιάνδρου που βρίσκεται έξω από το σκάφος σε κάτι που γνωρίζετε σίγουρα δεν έχει φορτίο, διατηρώντας πάντα το σκάφος κάθετο και σταθερό. Θα δείτε ότι τα φύλλα δεν κινούνται.
• Από την άλλη πλευρά, εάν χρησιμοποιήσετε ένα φορτισμένο μπαλόνι (τρίβοντάς το στα μαλλιά σας), θα δείτε ότι όταν το φέρετε πιο κοντά, τα ηλεκτρόνια του στατικού φορτίου μεταφέρονται μέσω του χαλκού σύρματος και φτάνουν στα φύλλα αλουμινίου, προκαλώντας και τα δύο φορτίζονται αρνητικά και απωθούν ο ένας τον άλλον (θα ανοίξουν).