ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΗΣ (Ηλεκτροστατική)

ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΗΣ (Ηλεκτροστατική)

Διάταξη:

  • Τροφοδοτικό συνεχούς ρεύματος 0-30V(πηγή), ηλεκτρόμετρο, αγώγιμος κώνος, ράβδος από Plexiglas, καλώδια πολλαπλής σύνδεσης

electrostatic

 

 

 

 

 

 

Διαδικασία:

  • Μετακινούμε το διακόπτη (FUNCTION) στην ένδειξη 3, το διακόπτη (ZERO SWITCH) στην ένδειξη ZERO LOCK και το διακόπτη ZERO ADJUST προκειμένου το ηλεκτρόμετρο να δείχνει 0 Volt. Στη συνέχεια ρυθμίζουμε το διακόπτη ZERO SWITCH στην ένδειξη PUSH TO ZERO. Η τελευταία διαδικασία θα επαναλαμβάνεται κάθε φορά που θέλουμε να αποφορτίσουμε το ηλεκτρόμετρο. Συνδέουμε το καλώδιο με τις δύο απολήξεις στην ένδειξη INPUT ενώ η ένδειξη GROUND συνδέεται με τη γείωση.
  • Ρυθμίζουμε την τάση τροφοδοσίας στα 20V και φορτίζουμε για λίγα δευτερόλεπτα τον αγώγιμο κώνο. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας το ηλεκτρόμετρο, συνδέουμε την θετική απόληξη με τον αγώγιμο κώνο ενώ την αρνητική με τη γείωση. Τι παρατηρείτε στην ένδειξη του ηλεκτρομέτρου;
  • Αφού αποφορτίσουμε το ηλεκτρόμετρο τρίβουμε σε μάλλινο ύφασμα το Plexiglas και το φέρνουμε σε επαφή με τον αγώγιμο κώνο. Στη συνέχεια αποσυνδέουμε την γείωση και συνδέουμε τον κώνο με το ηλεκτρόμετρο. Τι παρατηρείτε στην ένδειξη του οργάνου;

Εξήγηση:

  • Καθώς συνδέουμε την τάση τροφοδοσίας για λίγα δευτερόλεπτα με τον αγώγιμο κώνο, αυτός αρχίζει να φορτίζεται οπότε στη συνέχεια συνδέοντας τον με το ηλεκτρόμετρο μπορούμε να μετρήσουμε το φορτίο που έχει μεταφερθεί στην επιφάνεια του κώνου. Το φορτίο αυτό είναι θετικό (σε σχέση με τη γείωση).
  • Όταν τρίβουμε τη ράβδο από Plexiglas (μονωτικό υλικό) με το μάλλινο ύφασμα και τα δύο αντικείμενα φορτίζονται και τα συνολικά τους φορτία έχουν πάντα το ίδιο μέγεθος αλλά αντίθετα πρόσημα. Με αυτή τη διαδικασία της φόρτισης δεν δημιουργούμε ηλεκτρικό φορτίο αλλά το μεταφέρουμε από ένα σώμα σε άλλο. Η ράβδος από Plexiglas αποκτά πλεόνασμα ηλεκτρονίων, που έχουν αρνητικό φορτίο. Αυτά τα ηλεκτρόνια αποσπώνται από το μάλλινο ύφασμα, που μένει με έλλειμμα ηλεκτρονίων και θετικό φορτίο συνολικά. Το ολικό ηλεκτρικό φορτίο και στα δύο σώματα δεν αλλάζει (Αρχή Διατήρησης Ηλεκτρικού Φορτίου). Όταν πλησιάσουμε τη ράβδο από Plexiglas (φορτισμένη αρνητικά) στον αγώγιμο κώνο, θα απωθήσει από την επιφάνειά του τα ελεύθερα ηλεκτρόνια τα οποία θα κινηθούν προς τη γη και ο κώνος θα φορτιστεί θετικά (δείκτης ηλεκτρομέτρου προς τα δεξιά).