Elettroscopio: come realizzarne uno casalingo e applicazioni

Sicuramente molte volte avete visto o, almeno, sentito parlare del elettroscopio. Uno strumento di misura che viene spesso utilizzato come dimostrazione in molti laboratori e corsi di formazione quando si tratta di argomenti di elettromagnetismo. Inoltre, può essere utilizzato per molte altre applicazioni, come puoi vedere in questo articolo.

Qui imparerai tutto ciò che devi sapere sull'elettroscopio, su come realizzarne uno artigianale, sulle sue applicazioni e su come può essere utilizzato per effettuare misurazioni di diversi parametri o per i tuoi esperimenti casalinghi ... Può anche essere un buon strumento educativo per insegnare ai più piccoli l'elettromagnetismo.

Cos'è l'elettroscopio?

Un elettroscopio È un dispositivo che contiene un'asta metallica verticale con la quale entra in contatto con una certa carica. All'estremità opposta ha due sottili fogli di metallo. Quando una carica viene portata vicino alla punta dell'elettroscopio, questi fogli si separeranno a causa del segno uguale di queste cariche sui due fogli, che produce una forza repulsiva magnetica.

In genere, il file asta di metallo il verticale è solitamente di rame, o simile, mentre le piastre all'estremità opposta possono essere d'oro o di alluminio. Le lastre saranno poste in una scatola di vetro trasparente o bulbo (il vetro non può essere a contatto con le lastre o con l'asta). Il vetro, negli elettroscopi professionali, ha un telaio metallico che sarà a contatto con il suolo.

Il risultato è che quando un carico si avvicina all'asta verticale, il le lame si muovono apertura (si separano). Questo movimento è quello che indica all'utente che è presente un carico, e la sua intensità, poiché possono essere aperti più o meno a seconda di esso. E quando il carico viene rimosso o annullato, le lame tornano nella posizione di riposo.

Tuttavia, non è un espediente per misurare i carichi con precisione, ma solo per determinare la loro presenza. Ciò che può essere determinato con precisione è il segno del fardello. Quando la carica è dello stesso segno della carica nota dell'elettroscopio, allora saranno dello stesso segno. Ma se si avvicinano, allora sarà l'opposto.

D'altra parte, dovresti anche sapere che idealmente i fogli dovrebbero rimanere in posizione a causa del carico. Ma questo non è il caso, il carico viene perso a causa dell'effetto di conducibilità elettrica dell'aria all'interno della bottiglia di vetro (dovrebbe essere vuota perché non sia così). Ma questo effetto, lungi dall'essere negativo, è anche pratico per misurare la densità degli ioni nell'aria.

Storia

Questo dispositivo è stato creato per la prima volta da William Gilbert, nel 1600. E lo ha fatto per condurre esperimenti con cariche elettrostatiche. E sebbene a quel tempo servisse per quello, attualmente non ha molto uso oltre all'istruzione o per fare certe dimostrazioni.

Ad oggi, ci sono strumenti che misurano le cariche in modo molto più preciso e con molta più efficienza di questo elemento grezzo ... Ad esempio, ci sono misuratori elettrostatici, rilevatori di campo elettromagnetico, ecc. Tutti con applicazioni molto diverse.

applicazioni

L'elettroscopio, come devi già intuire, viene utilizzato come strumento per misurare se c'è una carica elettrica e il suo segno. Ma non solo ha quell'applicazione, ciò che ho menzionato sulla misurazione della densità degli ioni nell'aria gli conferisce anche un'altra capacità che non è così ben nota.

Ed è quello, l'elettroscopio, può anche servire a misurare le radiazioni nell'ambiente. Un tipo di "contatore Geiger»Fatto in casa, anche se non troppo preciso ... Ma sufficiente per rilevare la presenza di materiali radioattivi o radiazioni vicine.

Come realizzare un elettroscopio a casa

Crea un elettroscopio È un compito molto semplice e può essere svolto anche con materiali che hai già a casa o riciclati. Non è necessario un grande investimento, e puoi farlo anche con il più piccolo per conoscere l'operazione.

I materiale che dovresti raccogliere sono:

• Strisce di lamina d'oro o foglio di alluminio da cucina. Può essere una striscia di circa 2 cm di spessore e una di 10 cm di lunghezza.
• Filo di rame spessore per l'asta verticale e il gancio che terrà le lame.
• Barattolo di vetro con coperchio isolante.
• Facoltativo - Se non riesci a trovare un barattolo con un coperchio isolato e usi una lattina convenzionale con un coperchio di metallo, dovresti aggiungere un tubo isolante in modo che l'asta verticale non entri in contatto con il tappo di metallo. L'isolatore può essere il copri cavo di rame stesso (se ne ha uno), oppure puoi usare una cannuccia di plastica o simile ...

Per effettuare l'assemblaggio, potrebbe essere necessario utilizzare anche alcuni strumenti (pinze per piegare il filo e tagliarlo, pistola hot melt nel caso si voglia tenere tutto meglio, ...), anche se può essere fatto manualmente. Per quanto riguarda la montaggio stesso, i passaggi sarebbero:

1. Una volta che hai tutti i materiali necessari, il primo passo è tagliare sagomatura di fili o cavi di rame. Il filo deve essere nudo, senza alcun tipo di isolamento come nel caso dei cavi. Se lo fa, dovresti sbucciarlo. È necessario generare una sorta di bobina a una delle sue estremità (serpentina), che agirà come una sfera di metallo. In questo modo avrà più superficie per catturare le cariche (elettroni) che si avvicinano.
2. Ora con il filo stesso, forare con cura il coperchio di sughero della barca. Se scopri che non puoi maneggiare il filo, fallo con un punteruolo o una punta sottile in modo che il filo possa attraversarlo, ma senza allentamento. Deve essere stretto in modo che il filo rimanga intrappolato.
3. L'altra estremità (quella che va all'interno della barca), una volta attraversata con essa, si piegherà Forma a L. e dovrebbe essere più o meno sospeso al centro dell'interno del barattolo di vetro. Fai i calcoli della lunghezza e taglia per adattarla perfettamente. Se vedi che per qualsiasi motivo qualcosa si è allentato, puoi attaccarlo sul coperchio usando la pistola per colla a caldo, ma fai attenzione che né l'estremità a serpentina, né l'estremità a L si incollino su di esse, poiché è isolante e tu potrebbe rovinare l'esperimento.
4. Quindi tagliare un foglio di foglio di alluminio 1 o 2 cm di larghezza e 10 cm di lunghezza. Puoi aumentare o diminuire queste dimensioni in base alle dimensioni della barca che hai acquistato. Ricorda che in nessun momento devono toccare il fondo o le pareti della barca ...
5. Ora, piega il foglio a metà e usa questo piega per sostenere la zona centrale dove ti sei piegato sull'area orizzontale del tondino di rame (nella L). Farlo in modo che i fogli siano sospesi e liberi di muoversi e con un angolo di 45º. Cioè, sono liberi di avvicinarsi (rilevare la carica di un segno diverso) e allontanarsi (rilevare la carica dello stesso segno).
6. Infine, inserisci con attenzione l'asta con la pellicola nella lattina e premere il tappo in modo che sia ben sigillato.

Ora che hai finito, il risultato dovrebbe essere qualcosa di simile all'immagine sopra. Devi solo provarlo ...

Acquista un elettroscopio?

Un'altra opzione potrebbe essere acquista un elettroscopio già pronto. Sono venduti per l'istruzione e alcuni non sono troppo costosi. Anche se la cosa davvero divertente è crearlo ...

Ci vari tipi, eccotene alcune:

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• Ajax Scientific, elettroscopio phitball.
• Elettroscopio 3B Scientific Scientific.
• Elettroscopio Science2Education per l'istruzione.

Prova l'elettroscopio

Ora, per testarlo, puoi fare diverse cose. Il più semplice è avvicinare la punta serpeggiante a qualcosa che sai avere una carica elettrica o elettricità statica. Il risultato sarà un file movimento alle estremità delle lame, sia attrazione che repulsione a seconda delle cariche ...

Per rendere l' prueba:

• Porta il cavo tortuoso che si trova all'esterno della barca a qualcosa che sai sicuramente non ha carico, mantenendo la barca sempre verticale e stabile. Vedrai che le lenzuola non si muovono.
• Se invece utilizzi un palloncino carico (sfregandolo contro i tuoi capelli), vedrai che quando lo avvicini, gli elettroni della carica statica vengono trasferiti attraverso il filo di rame e raggiungono i fogli di alluminio, facendo sì che entrambi essere caricati negativamente e si respingono a vicenda (si apriranno).