Elektryczność statyczna to brak równowagi ładunków ujemnych i dodatnich na powierzchni obiektu. Można to łatwo zauważyć, na przykład, gdy po dotknięciu metalowej klamki widać iskrę. Jednak fizyczny pomiar elektryczności statycznej jest procesem o wiele bardziej złożonym. Kiedy uczysz się mierzyć elektryczność statyczną, w zasadzie mierzysz powierzchnię konkretnego obiektu.
Kroki
Metoda 1 z 2: Pomiar ładunku statycznego różnych materiałów
Krok 1. Zbierz swoje materiały
Do tego eksperymentu będziesz potrzebować małej miedzianej płytki, uziemienia, przewodów połączeniowych z zaciskami krokodylowymi, białego papieru, nożyczek, linijki, balonu, włosów, bawełnianej koszulki, poliestrowej koszulki, dywanu i płytki ceramiczne. Ten eksperyment sprawdzi względną ilość elektryczności statycznej w obiekcie.
- Niewielką blachę miedzianą można kupić stosunkowo tanio przez Internet lub w sklepie z narzędziami.
- Połączenie uziemienia i przewód połączeniowy z zaciskiem krokodylkowym należy zakupić w sklepie ze sprzętem lub elektroniką.
Krok 2. Przymocuj miedzianą płytkę do uziemienia za pomocą przewodu połączeniowego
Weź jeden koniec zacisku krokodylkowego i przymocuj go do uziemienia. Przymocuj drugi zacisk krokodylkowy do miedzianej płytki. Nie ma znaczenia, gdzie znajduje się zacisk, tylko po to, aby był podłączony do przewodu uziemiającego.
Dotknięcie przedmiotu do płyty usuwa wszelkie pozostałości elektryczności statycznej, jakie może mieć przedmiot
Krok 3. Pokrój arkusz papieru na 100 kwadratowych kawałków o wymiarach 5 mm x 5 mm
Za pomocą linijki odmierz kwadraty o wymiarach 5 milimetrów na 5 milimetrów i wytnij je. Spróbuj przyciąć je jak najbliżej identycznego rozmiaru. Ten proces będzie dokładniejszy i szybszy, jeśli masz dostęp do obcinarki papieru.
- Usuń wszelkie utrzymujące się ładunki elektrostatyczne w papierze, umieszczając je na miedzianej płytce.
- Po usunięciu wszelkich pozostałości elektrostatycznych, umieść kawałki papieru na płaskiej tacy na pozostałą część eksperymentu.
Krok 4. Napompuj balon
Nadmuchaj balon do rozmiaru średniego do dużego. Rozmiar nie ma znaczenia, o ile do każdego materiału używasz tego samego balonu. Jeśli przebijesz balon podczas jednego z testów, będziesz musiał wysadzić nowy balon i zacząć od początku, aby zachować spójność podczas eksperymentu.
Rozładuj balon z wszelkiej utrzymującej się elektryczności statycznej, przetaczając go po miedzianej płycie
Krok 5. Potrzyj balon 5 razy po powierzchni materiału
Najpierw wybierz materiał, z którego chcesz zmierzyć ładunek statyczny. Dobrymi materiałami do przetestowania są włosy, dywan, bawełniana koszulka, poliestrowa koszulka i płytki ceramiczne.
Balon należy pocierać za każdym razem w tym samym kierunku po powierzchni materiału
Krok 6. Umieść balon na pociętych kawałkach papieru
Gdy balon pociera się o powierzchnie, będzie naładowany różnymi ilościami elektryczności statycznej. Po umieszczeniu balonu w papierze kawałki przykleją się w zależności od ilości elektryczności statycznej, którą utrzymuje balon.
Unikaj toczenia balonu wokół stosu papieru, po prostu połóż go na górze i zobacz, ile kawałków się przyklei
Krok 7. Policz i zapisz liczbę kawałków papieru przyklejonych do balonu
Zdejmij kawałki papieru z balonu i policz je tak jak robisz. Różne materiały spowodują sklejanie się większej lub mniejszej liczby kawałków. Powtórz procedurę z różnymi różnymi materiałami, aby zobaczyć, czym się różnią.
Pamiętaj, aby rozładować papier i balon przed ponownym rozpoczęciem
Krok 8. Porównaj wyniki różnych materiałów
Spójrz na zapisane informacje i porównaj, ile kawałków papieru przykleja się do balonu po przetarciu przez różne materiały. Gdy więcej kawałków papieru przykleja się do balonu, oznacza to, że materiał ma wyższy ładunek statyczny.
- Spójrz na listę i zobacz, jakie materiały spowodowały, że balon przyciągnął najwięcej papieru. Włosy mają dużo elektryczności statycznej i prawdopodobnie spowodowały przyklejenie się większości kawałków papieru.
- Chociaż ta metoda nie podaje dokładnej ilości elektryczności statycznej, jaką posiada obiekt, pozwala zobaczyć względne ilości elektryczności statycznej, jakie zawiera materiał.
Metoda 2 z 2: Pomiar za pomocą domowej roboty elektroskopu
Krok 1. Zbierz swoje materiały
Elektroskop to urządzenie, które może wykrywać elektryczność statyczną za pomocą cienkich metalowych kawałków, które oddzielają się w obecności ładunku elektrycznego. Możesz zbudować bardzo prosty elektroskop, używając kilku prostych przedmiotów gospodarstwa domowego. Będziesz potrzebować szklanego słoika z plastikową pokrywką, folii aluminiowej i wiertarki.
Krok 2. Zrób kulkę folii
Odetnij arkusz folii aluminiowej około 10 cali na 10 cali. Dokładne wymiary kawałka folii nie są ważne. Zgnieć arkusz folii w kulę. Staraj się, aby piłka była jak najbardziej okrągła.
Kula powinna mieć około 2 cale średnicy. Ponownie, dokładne wymiary nie są ważne, ale nie chcesz, aby piłka była za duża lub za mała
Krok 3. Skręć razem pręt z folii aluminiowej
Weź kolejny arkusz folii i skręć go w kształt pręta, który jest nieco mniejszy niż długość twojego słoika. Chcesz, aby aluminiowy pręt znajdował się około 3 cale nad dnem słoika i wystawał około 4 cale ponad górną część słoika.
Krok 4. Przymocuj kulkę do pręta, owijając folię wokół obu i skręcając razem
Używając kolejnego arkusza folii, umieść kulkę i pręt razem i owiń większy arkusz wokół obu kawałków. Owiń folię wokół pręta, aby zabezpieczyć wszystko na swoim miejscu.
Krok 5. Wywierć otwór w plastikowej pokrywce słoika
Za pomocą wiertła wykonaj otwór w środku pokrywy, który jest wystarczająco duży, aby wsunął się przez niego pręt folii. Jeśli nie masz pod ręką wiertarki, możesz użyć młotka i gwoździa, aby przebić otwór w pokrywie.
Zachowaj ostrożność przy wiertarce lub młotku. Zalecany jest nadzór osoby dorosłej
Krok 6. Przymocuj foliowy pręt/kulę do wieczka
Wsuń pręt folii przez otwór w pokrywce tak, aby kulka folii wystawała z górnego końca pokrywki. Przyklej pręt na miejscu od dołu i góry. Pół cala od spodu pręta wykonaj zgięcie o 90° (pod kątem prostym).
Krok 7. Wytnij trójkątny kształt ze złożonej folii
Wytnij kawałek folii o wymiarach około 6 cali na 3 cale. Złóż folię wzdłuż, tak aby była teraz kwadratem o wymiarach 3 na 3 cale. Wytnij kształt trójkąta, tak aby koniec trójkąta prawie osiągnął wiek złożony. Pozostaw trójkąty przymocowane w miejscu, nie przecinając ich aż do zagięcia. Po zakończeniu cięcia powinieneś mieć dwa trójkąty połączone odrobiną folii u góry.
Jeśli przetniesz fałdę, wytnij nowy kawałek folii i zacznij od nowa
Krok 8. Zawieś foliowe trójkąty na zagięciu pręta
Nałóż foliowe trójkąty na pręt tak, aby zwisały prawie stykając się ze sobą. Przykręć pokrywkę do słoika, uważając, aby nie strącić trójkątów folii z pręta, tak jak to robisz. Trzymaj elektroskop w pozycji pionowej.
Jeśli trójkąty odpadną, po prostu odkręć pokrywkę i przestaw je
Krok 9. Obserwuj swoje urządzenie w akcji
Wetrzyj balon we włosy i umieść go w pobliżu kuli na szczycie elektroskopu. Powinieneś zobaczyć, jak trójkąty oddalają się od siebie. Gdy urządzenie wejdzie w kontakt z elektrycznością statyczną, dwa trójkąty będą miały przeciwne ładunki i będą się zbliżać do siebie. Gdy nie ma elektryczności statycznej, trójkąty będą siedzieć blisko siebie.