Electroscope: comment en faire un fait maison et applications

électroscope

Vous avez sûrement vu ou, du moins, entendu parler du électroscope. Un instrument de mesure qui est souvent utilisé comme démonstration dans de nombreux ateliers et classes éducatives sur des sujets d'électromagnétisme. De plus, il peut être utilisé pour de nombreuses autres applications, comme vous pouvez le voir dans cet article.

Ici vous apprendrez tout ce que vous devez savoir sur l'électroscope, comment en fabriquer un fait maison, ses applications, et comment l'utiliser pour faire des mesures de différents paramètres ou pour vos expériences à domicile ... Cela peut même être un bon outil pédagogique pour enseigner l'électromagnétisme aux plus petits.

Qu'est-ce que l'électroscope?

théorie

Un électroscope C'est un appareil qui contient une tige métallique verticale avec laquelle il entre en contact avec une charge. À l'extrémité opposée, il a deux fines feuilles de métal. Lorsqu'une charge est amenée près de la pointe de l'électroscope, ces feuilles se séparent en raison du signe égal de ces charges sur les deux feuilles, ce qui produit une force de répulsion magnétique.

En règle générale, le barre metallique vertical est généralement en cuivre, ou similaire, tandis que les plaques à l'extrémité opposée peuvent être en or ou en aluminium. Les feuilles seront placées dans une boîte ou une ampoule en verre transparent (le verre ne peut pas être en contact avec les feuilles ou avec la tige). Le verre, dans les électroscopes professionnels, a un cadre métallique qui sera en contact avec le sol.

Le résultat est que lorsqu'une charge s'approche de la tige verticale, le les lames bougent ouverture (ils se séparent). Ce mouvement est ce qui indique à l'utilisateur qu'il y a une charge présente, et son intensité, puisqu'ils peuvent être plus ou moins ouverts en fonction de celle-ci. Et lorsque la charge est éloignée ou annulée, les lames reviennent à leur position de repos.

Cependant, ce n'est pas un gadget de prix pour mesurer les charges avec précision, uniquement pour déterminer leur présence. Ce qui peut être déterminé précisément est le signe du fardeau. Lorsque la charge est du même signe que la charge connue de l'électroscope, alors ils seront du même signe. Mais s'ils s'approchent, alors ils seront le contraire.

Dans le cas des électroscopes professionnels, comme les tiges ne s'inclinent pas et sont mieux conçues, cela pourrait calculer la charge en fonction de l'angle ou du mouvement des lames.

D'autre part, vous devez également savoir que, idéalement, les feuilles doivent rester en place en raison de la charge. Mais ce n'est pas le cas, la charge est perdue sous l'effet de conductivité électrique de l'air à l'intérieur du flacon en verre (il doit être vide pour que ce ne soit pas le cas). Mais cet effet, loin d'être négatif, est même pratique pour mesurer la densité des ions dans l'air.

Notre Histoire

Cet appareil a d'abord été créé par Guillaume Gilbert, en 1600. Et il l'a fait pour réaliser des expériences avec des charges électrostatiques. Et même si à l'époque cela servait à cela, actuellement il n'a pas beaucoup d'utilité au-delà de l'éducation ou pour faire certaines manifestations.

À ce jour, il y a instruments qui mesurent les charges beaucoup plus précisément, et avec beaucoup plus d'efficacité que cet élément brut ... Par exemple, il existe des compteurs électrostatiques, des détecteurs de champ électromagnétique, etc. Tous avec des applications très diverses.

applications

L'électroscope, comme vous devez déjà l'intuitionner, est utilisé comme un instrument pour mesurer s'il y a une charge électrique et son signe. Mais il n'a pas seulement cette application, ce que j'ai mentionné à propos de la mesure de la densité des ions dans l'air lui donne également une autre capacité qui n'est pas si bien connue.

Et c'est que, l'électroscope, peut aussi servir à mesurer le rayonnement dans l'environnement. Une sorte de "compteur Geiger»Fait maison, mais pas trop précis… Mais suffisant pour détecter la présence de matières radioactives ou de rayonnement à proximité.

Comment fabriquer un électroscope à la maison

schéma d'électroscope domestique

Fabriquer un électroscope C'est une tâche très facile, et cela peut être fait même avec des matériaux que vous avez déjà chez vous ou recyclés. Ce n'est pas nécessaire un gros investissement, et vous pouvez le faire même avec le plus petit pour en apprendre davantage sur l'opération.

Les matériels que vous devriez rassembler sont:

  • Bandes de feuille d'or ou papier d'aluminium de cuisine. Il peut s'agir d'une bande d'environ 2 cm d'épaisseur et une de 10 cm de long.
  • Fil de cuivre épaisseur pour la tige verticale et le crochet qui retiendra les lames.
  • Pot en verre avec couvercle isolant.
  • Facultatif - Si vous ne trouvez pas de pot avec un couvercle isolé et que vous utilisez une boîte conventionnelle avec un couvercle en métal, vous devez ajouter un tube isolant afin que la tige verticale n'entre pas en contact avec le capuchon métallique. L'isolant peut être le couvercle du câble en cuivre lui-même (s'il en a un), ou vous pouvez utiliser une paille en plastique ou similaire ...

Pour réaliser le montage, vous devrez peut-être également utiliser des outils (pinces pour plier le fil et le couper, pistolet thermofusible au cas où vous voudriez tout mieux tenir, ...), bien que cela puisse être fait manuellement. Quant à montaje lui-même, les étapes seraient:

  1. Une fois que vous avez tout le matériel nécessaire, la première étape consiste à couper mise en forme du fil ou du câble de cuivre. Le fil doit être nu, sans aucun type d'isolation comme dans le cas des câbles. Si c'est le cas, vous devriez le peler. Vous devez générer une sorte de bobine à l'une de ses extrémités (serpentine), qui agira comme une boule de métal. De cette façon, il aura plus de surface pour capter les charges (électrons) qui s'en approchent.
  2. Maintenant avec le fil lui-même, percer soigneusement le couvercle en liège du bateau. Si vous constatez que vous ne pouvez pas manipuler le fil, faites-le avec un poinçon ou un peu fin pour que le fil puisse le traverser, mais sans aucun jeu. Il doit être serré pour que le fil soit coincé.
  3. L'autre extrémité (celle qui va à l'intérieur du bateau), une fois que vous l'aurez traversée, se pliera Forme en L et il devrait être plus ou moins suspendu au milieu de l'intérieur du bocal en verre. Faites les calculs de longueur et coupez pour s'adapter parfaitement. Si vous voyez que, pour une raison quelconque, quelque chose a été lâche, vous pouvez le coller sur le couvercle à l'aide du pistolet à colle chaude, mais faites attention à ce que ni l'extrémité serpentine, ni l'extrémité L ne soient collées dessus, car elles sont isolantes et vous cela pourrait ruiner l'expérience.
  4. Puis coupez une feuille de papier d'aluminium 1 ou 2 cm de large et 10 cm de long. Vous pouvez augmenter ou diminuer ces dimensions en fonction de la taille du bateau que vous avez acheté. Rappelez-vous qu'à aucun moment ils ne doivent toucher le fond ou les parois du bateau ...
  5. Maintenant, pliez la feuille en deux et utilisez ceci plier pour soutenir la zone centrale où vous vous êtes penché sur la zone horizontale de la tige de cuivre (dans le L). Faites-le de manière à ce que les draps soient suspendus et libres de mouvement, et avec un angle de 45 °. Autrement dit, ils sont libres à la fois de s'approcher (détecter la charge d'un signe différent) et de s'éloigner (détecter la charge du même signe).
  6. Enfin, insérez soigneusement la tige avec la feuille dans la boîte et appuyez sur le bouchon afin qu'il soit bien scellé.

Maintenant que vous avez terminé, le résultat devrait être quelque chose de similaire à l'image ci-dessus. Il suffit de l'essayer ...

Acheter un électroscope?

Une autre option peut être acheter un électroscope prêt à l'emploi. Ils sont vendus pour l'éducation et certains ne sont pas trop chers. Bien que le plus amusant, c'est de le créer ...

divers types, Voilà quelque:

Testez l'électroscope

programme

Maintenant, pour le tester, vous pouvez faire plusieurs choses. Le plus simple est de rapprocher la pointe sinueuse de quelque chose dont vous savez qu'il a une charge électrique ou de l'électricité statique. Le résultat sera un mouvement aux extrémités des lames, à la fois attraction et répulsion selon les charges ...

Pour rendre le test:

  • Apportez le câble sinueux qui se trouve à l'extérieur du bateau à quelque chose dont vous savez sûrement qu'il n'a aucune charge, en gardant toujours le bateau vertical et stable. Vous verrez que les feuilles ne bougent pas.
  • Par contre, si vous utilisez un ballon chargé (en le frottant contre vos cheveux), vous verrez que lorsque vous le rapprochez, les électrons de la charge statique sont transférés à travers le fil de cuivre et atteignent les feuilles d'aluminium, provoquant à la fois un être chargés négativement et ils se repoussent (ils s'ouvriront).

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