Hur mäter man statisk elektricitet?
När du lär dig att mäta statisk elektricitet mäter du i princip ytan på ett visst objekt.
Statisk elektricitet är obalansen mellan negativa och positiva laddningar på ett föremåls yta. Det kan vara lätt synligt, till exempel när en gnista syns efter att ha vidrört en dörrhandtag av metall. Att fysiskt mäta statisk elektricitet är dock en mycket mer involverad process. När du lär dig att mäta statisk elektricitet mäter du i princip ytan på ett visst objekt.
Metod 1 av 2: mätning av statisk laddning av olika material
- 1Samla dina material. För detta experiment behöver du en liten kopparplatta, en jordanslutning, bygeltrådar med krokodilklämmor, vitt papper, sax, en linjal, en ballong, hår, en bomullst-shirt, en polyester-t-shirt, matta och en keramiska plattor. Detta experiment kommer att testa den relativa mängden statisk elektricitet i ett objekt.
- En liten kopparplåt kan köpas relativt billigt online eller i en järnaffär.
- Jordanslutningen och alligatorklämman måste bytas i en hårdvaru- eller elektronikbutik.
- 2Fäst kopparplattan i jordanslutningen med bygeln. Ta ena änden av krokodilklämman och fäst den på jordanslutningen. Fäst det andra krokodilklämman på kopparplattan. Det spelar ingen roll var klämman är placerad, bara så att den är ansluten till jordledningen.
- Vid beröring av ett föremål på plattan tas bort eventuell kvarvarande statisk elektricitet som ett föremål kan ha.
- 3Klipp pappersarket i 100 kvadratiska bitar 5 mm x 5 mm. Använd en linjal för att mäta upp 5 mm x 5 millimeter kvadrater och klippa ut dem. Försök att klippa dem så nära samma storlek som möjligt. Denna process blir mer exakt och går snabbare om du har tillgång till en pappersskärare.
- Ta bort eventuell kvarvarande statisk elektricitet i papperet genom att placera dem på kopparplattan.
- Efter att ha tagit bort eventuell kvarvarande statisk, lägg pappersbitarna på ett plant fack för resten av experimentet.
Hår har mycket statisk elektricitet och kommer sannolikt att ha lett till att de flesta pappersbitarna har fastnat. - 4Blås upp ballongen. Spräng ballongen till en medelstor till stor storlek. Storleken är inte viktig så länge du använder samma ballong för varje material. Om du popar upp ballongen under ett av testerna måste du spränga en ny ballong och börja i början för att bibehålla konsistensen under experimentet.
- Släpp ut ballongen för kvarvarande statisk elektricitet genom att rulla den över kopparplattan.
- 5Gnugga ballongen fem gånger över ytan på ett material. Välj först det material du vill mäta den statiska laddningen. Några bra material att testa är hår, matta, en bomullst-shirt, en polyester-t-shirt och en keramikplatta.
- Gnugga ballongen i samma riktning varje gång över materialets yta.
- 6Placera ballongen på de klippta pappersbitarna. När ballongen gnuggas över ytorna kommer den att laddas med varierande mängder statisk elektricitet. När du placerar ballongen i papperet fastnar bitarna baserat på mängden statisk elektricitet som ballongen rymmer.
- Undvik att rulla ballongen runt pappershögen, lägg den bara på toppen och se hur många bitar som sitter fast.
- 7Räkna och registrera antalet pappersbitar som sitter fast vid ballongen. Skala pappersbitarna från ballongen och räkna dem som du gör. Olika material leder till att fler eller färre bitar fastnar. Upprepa proceduren med de olika materialen för att se hur de skiljer sig åt.
- Var noga med att tömma papperet och ballongen innan du börjar igen.
- 8Jämför resultaten av de olika materialen. Titta på informationen du har spelat in och jämför hur många pappersbitar som sitter fast vid ballongen efter att de gnuggats över de olika materialen. När fler pappersbitar håller fast vid ballongen indikerar det att materialet har en högre statisk laddning.
- Titta på listan och se vilka material som orsakade att ballongen lockade mest papper. Hår har mycket statisk elektricitet och kommer sannolikt att ha lett till att de flesta pappersbitarna har fastnat.
- Även om den här metoden inte berättar om den exakta mängden statisk elektricitet ett objekt har, kan du se de relativa mängderna av statisk elektricitet materialet innehåller.
När du placerar ballongen i papperet fastnar bitarna baserat på mängden statisk elektricitet som ballongen rymmer.
Metod 2 av 2: mätning med ett hemlagat elektroskop
- 1Samla dina material. Ett elektroskop är en anordning som kan upptäcka statisk elektricitet genom att använda tunna metallstycken som separeras i närvaro av en elektrisk laddning. Du kan bygga ett mycket enkelt elektroskop med några enkla hushållsartiklar. Du behöver en glasburk med plastlock, aluminiumfolie och en borr.
- 2Gör en folieboll. Klipp av ett ark aluminiumfolie cirka 25 cm och 25 centimeter. De exakta måtten på foliestycket är inte viktiga. Krympa foliearket i en sfär. Försök att hålla bollen så rund som möjligt.
- Bollens storlek bör vara cirka 5 centimeter i diameter. Återigen är exakta dimensioner inte viktiga, men du vill inte att bollen ska vara för stor eller för liten.
- 3Vrid ihop en aluminiumfoliestav. Ta ett nytt folieark och vrid det till en stavform som är lite mindre än längden på din burk. Du vill att aluminiumstången ska vara cirka 8 centimeter ovanför burkens botten och sticker ut cirka 10 centimeter ovanför burkens topp.
- 4Fäst kulan på stången genom att linda folien runt båda och vrida ihop. Använd ett annat folieark och lägg ihop kulan och stången och linda det större arket runt båda bitarna. Vrid folien runt stången för att säkra allt på plats.
- 5Borra ett hål i burkens plastlock. Med hjälp av en borr, gör ett hål i mitten av locket som är tillräckligt stor för foliestången glida igenom. Om du inte har en borr till hands kan du använda en hammare och en spik för att slå ett hål genom locket.
- Var försiktig med borren eller hammaren. Vuxenövervakning rekommenderas.
Även om den här metoden inte berättar exakt hur mycket statisk elektricitet ett objekt har, kan du se de relativa mängderna statisk elektricitet materialet innehåller. - 6Fäst foliestaven / sfären mot locket. Skjut foliestaven genom hålet i locket med foliesfären som sticker ut ur lockets övre ände. Tejpa stången på plats från botten och uppifrån. Gör en halv tum från stångens botten, böj 90° (rät vinkel).
- 7Klipp ut en triangelform från den vikta folien. Klipp ut en bit folie som är cirka 15 centimeter och 8 centimeter. Vik folien längs så att den nu är en 3 i 3 i kvadrat. Klipp ut en triangelform med triangelns punkt som nästan når den vikta åldern. Lämna trianglarna fästa vid punkten genom att inte klippa hela vägen till vecket. När du är färdigklippad bör du ha två trianglar kopplade samman med en liten folie överst.
- Om du skär igenom vecket, skär en ny foliebit och börja om.
- 8Häng folietrianglarna på stångens böj. Drapera folietrianglarna över stången så att de hänger nästan vid varandra. Skruva fast locket på burken och var försiktig så att du inte slår av folietrianglarna av staven som du gör. Håll elektroskopet upprätt.
- Om trianglarna faller av, skruva bara av locket och placera dem på nytt.
- 9Observera din enhet i aktion. Gnugga en ballong mot håret och placera den nära sfären längst upp i elektroskopet. Du bör se trianglarna röra sig från varandra. När enheten kommer i kontakt med statisk elektricitet kommer de två trianglarna att ha motsatta laddningar och skjuter varandra. När det inte finns statisk elektricitet kommer trianglarna att sitta nära varandra.
- Vandra runt i ditt hem och placera sfären nära olika föremål för att se hur laddade de är.
Läs också: Hur man gör en glöd i den mörka vätskan?
Relaterade artiklar
