איך מודדים חשמל סטטי?
כאשר אתה לומד כיצד למדוד חשמל סטטי, אתה בעצם מודד את פני השטח של אובייקט מסוים.
חשמל סטטי הוא חוסר האיזון של מטענים שליליים וחיוביים על פני האובייקט. זה יכול להיראות בקלות, למשל כאשר נראה ניצוץ לאחר נגיעה בידית הדלת של המתכת. עם זאת, מדידה פיזית של חשמל סטטי היא תהליך הרבה יותר מעורב. כאשר אתה לומד כיצד למדוד חשמל סטטי, אתה בעצם מודד את פני השטח של אובייקט מסוים.
שיטה 1 מתוך 2: מדידת המטען הסטטי של חומרים שונים
- 1אסוף את החומרים שלך. לצורך ניסוי זה תזדקק לפלטת נחושת קטנה, חיבור קרקע, חוטי מגשר עם קליפס תנין, נייר לבן, מספריים, סרגל, בלון, שיער, חולצת כותנה, חולצת פוליאסטר, שטיח ושטיח. אריחי קרמיקה. ניסוי זה יבדוק את כמות החשמל הסטטי היחסי באובייקט.
- צלחת גיליון נחושת קטנה ניתן לרכוש באינטרנט במחיר זול יחסית או בכל חנות לחומרי בניין.
- יש לרכוש את חיבור הקרקע ואת חוט המגשר של תנין התנינים בחנות חומרה או מוצרי אלקטרוניקה.
- 2חבר את לוחית הנחושת לחיבור הקרקע עם חוט המגשר. קח קצה אחד של קליפ התנין והצמד אותו לחיבור הקרקע. חבר את קליפ התנין האחר לצלחת הנחושת. לא משנה היכן ממוקם הקליפ, רק כך שהוא מחובר לחוט הארקה.
- נגיעה באובייקט בצלחת מסירה כל חשמל סטטי שנותר לאובייקט.
- 3חותכים את דף הנייר ל 100 חתיכות מרובעות 5 מ"מ x 5 מ"מ. בעזרת סרגל מדדו ריבועים של 5 מילימטר על 5 מילימטר וגזרו אותם. נסו לחתוך אותם כמה שיותר קרוב לזהותם. תהליך זה יהיה מדויק יותר וילך מהר יותר אם יש לך גישה לחותך נייר.
- הסר את החשמל הסטטי המתמשך בנייר על ידי הנחתו על לוחית הנחושת.
- לאחר הסרת כל סטטי שיורי, הניחו את פיסות הנייר על מגש שטוח להמשך הניסוי.
בשיער יש הרבה חשמל סטטי וסביר להניח שהוביל להדבקות הכי הרבה חתיכות נייר. - 4מנפחים את הבלון. פוצצו את הבלון לגודל בינוני עד גדול. הגודל לא חשוב כל עוד אתה משתמש באותו בלון לכל חומר. אם תקפיצו את הבלון במהלך אחת הבדיקות, תצטרכו לפוצץ בלון חדש ולהתחיל בהתחלה כדי לשמור על עקביות במהלך הניסוי.
- פרקו את הבלון מכל חשמל סטטי מתמשך על ידי גלגולו על גבי לוח הנחושת.
- 5משפשפים את הבלון 5 פעמים על פני חומר. ראשית, בחר את החומר שברצונך למדוד את המטען הסטטי. כמה חומרים טובים לבדיקה הם שיער, שטיח, חולצת כותנה, חולצת פוליאסטר ואריחי קרמיקה.
- שפשף את הבלון באותו כיוון בכל פעם על פני החומר.
- 6הניחו את הבלון על פיסות הנייר החתוכות. כאשר הבלון נשפשף על פני המשטחים, הוא יחויב בכמויות שונות של חשמל סטטי. כאשר אתה מניח את הבלון בנייר, החלקים יידבקו על סמך כמות החשמל הסטטי שהבלון מחזיק.
- הימנע מגלגול הבלון סביב ערימת הנייר, פשוט הניח אותו למעלה ותראה כמה חלקים נדבקים.
- 7ספרו ורשמו את מספר פיסות הנייר שנדבקו לבלון. קלף את פיסות הנייר מהבלון וספר אותן כמו שאתה עושה. חומרים שונים יובילו לדבקות של פחות או יותר חתיכות. חזור על ההליך עם החומרים השונים כדי לראות במה הם נבדלים.
- הקפד לפרוק את הנייר ואת הבלון לפני שתתחיל שוב.
- 8השווה את התוצאות של החומרים השונים. עיין במידע שרשמת והשווה כמה פיסות נייר נדבקות לבלון לאחר שנשפשף על פני החומרים השונים. כאשר פיסות נייר נוספות נדבקות לבלון, זה מצביע על כך שלחומר יש מטען סטטי גבוה יותר.
- עיין ברשימה ובדוק אילו חומרים גרמו לבלון למשוך הכי הרבה נייר. בשיער יש הרבה חשמל סטטי וסביר להניח שהוביל להדבקות הכי הרבה חתיכות נייר.
- למרות ששיטה זו אינה אומרת לך את כמות החשמל הסטטי המדויק שיש לאובייקט, היא מאפשרת לך לראות את הכמויות היחסיות של חשמל סטטי שהחומר מכיל.
כאשר אתה מניח את הבלון בנייר, החלקים יידבקו על סמך כמות החשמל הסטטי שהבלון מחזיק.
שיטה 2 מתוך 2: מדידה באמצעות אלקטרוסקופ ביתי
- 1אסוף את החומרים שלך. אלקטרוסקופ הוא מכשיר שיכול לזהות חשמל סטטי באמצעות חתיכות מתכת דקות המפרידות בנוכחות מטען חשמלי. אתה יכול לבנות אלקטרוסקופ פשוט מאוד באמצעות כמה פריטים ביתיים פשוטים. תזדקק לצנצנת זכוכית עם מכסה פלסטיק, נייר אלומיניום ומקדחה.
- 2הכינו כדור נייר כסף. גזור יריעת נייר אלומיניום כ- 25 ס"מ על 25 ס"מ. המידות המדויקות של פיסת נייר הכסף אינן חשובות. מקמטים את יריעת נייר הכסף לכדור. נסה לשמור על הכדור עגול ככל האפשר.
- גודל הכדור צריך להיות בקוטר של כ -5 ס"מ. שוב, מידות מדויקות אינן חשובות, אך אינך רוצה שהכדור יהיה גדול מדי או קטן מדי.
- 3סובב יחד מוט רדיד אלומיניום. קח דף נייר כסף נוסף וסובב אותו לצורת מוט שקצת פחות מאורך הצנצנת שלך. אתה רוצה שמוט האלומיניום יהיה בערך 8 ס"מ מעל תחתית הצנצנת ויוצא בערך 10 ס"מ מעל החלק העליון של הצנצנת.
- 4צרף את הכדור למוט על ידי גלישת נייר כסף סביב שניהם וסיבוב זה בזה. בעזרת יריעת נייר כסף נוספת מניחים את הכדור והמוט יחד ועוטפים את הסדין הגדול יותר סביב שתי החלקים. סובב את נייר האלומיניום סביב המוט כדי לאבטח את הכל היטב.
- 5קדח חור במכסה הפלסטיק של הצנצנת. בעזרת מקדחה יוצרים חור במרכז המכסה שהוא מספיק גדול כדי שמוט נייר האלומיניום יחליק דרכו. אם אין לך מקדחה בהישג יד, אתה יכול להשתמש בפטיש ובמסמר כדי לנקב חור דרך המכסה.
- היזהר עם המקדחה או הפטיש. מומלץ פיקוח על מבוגרים.
למרות ששיטה זו אינה אומרת לך את כמות החשמל הסטטי המדויק שיש לאובייקט, היא מאפשרת לך לראות את הכמויות היחסיות של חשמל סטטי שהחומר מכיל. - 6אבטח את מוט / נייר הכסף למכסה. החלק את מוט נייר הכסף דרך החור שבמכסה כשכדור נייר הכסף בולט מחוץ לקצה העליון של המכסה. הדביקו את המוט במקום מלמטה ומלמעלה. חצי סנטימטר מתחתית המוט, עיקול 90° (זווית ישרה).
- 7גזור צורה משולשת מנייר כסף מקופל. גזור חתיכת נייר כסף שגודלה כ- 15 ס"מ על 8 ס"מ. קפל את נייר הכסף לאורך כך שיהיה כעת ריבוע של 3 על 3. גזור צורת משולש, כאשר נקודת המשולש כמעט מגיעה לגיל המקופל. השאירו את המשולשים המחוברים בנקודה על ידי אי חיתוך עד לקפל. כאשר אתם סיימתם לחתוך אתה צריך שני משולשים מחוברים באמצעות קצת רדיד בראש.
- אם אתה חותך את הקפל, גזור חתיכת נייר כסף חדשה והתחל מחדש.
- 8תלו את משולשי נייר הכסף על עיקול המוט. עטפו את משולשי נייר הכסף מעל המוט כך שהם תלויים כמעט ונוגעים זה בזה. הברג את המכסה על הצנצנת, היזהר לא להפיל את משולשי נייר האלומיניום כמו שאתה עושה. שמור על האלקטרוסקופ זקוף.
- אם המשולשים אכן נושרים, פשוט משחרים את המכסה וממקמים אותם מחדש.
- 9התבונן במכשיר שלך בפעולה. שפשף בלון בשיערך והניח אותו ליד הכדור בחלק העליון של האלקטרוסקופ שלך. אתה אמור לראות את המשולשים מתרחקים זה מזה. כאשר המכשיר בא במגע עם חשמל סטטי, לשני המשולשים יהיו מטענים הפוכים וידחפו זה את זה. כשאין חשמל סטטי, המשולשים ישבו קרוב אחד לשני.
- שוטטו בביתכם והניחו את הכדור ליד חפצים שונים כדי לראות עד כמה הם טעונים.
קרא גם: כיצד להשתמש באלקטרומגנטים?
