Устройство и принцип действия электроскопа

Электроскоп — простейшее демонстрационное устройство, предназначенное для индикации наличия электрического заряда у взаимодействующих с ним заряженных (наэлектризованных) предметов.

Принцип действия данного прибора основан на главном правиле электростатики — одноименно заряженные тела взаимно отталкиваются. Простейший электроскоп всегда можно встретить в хорошо укомплектованном кабинете физики любой современной школы. В конце концов элементарный макет двухлепесткового электроскопа несложно изготовить самостоятельно из подручных средств.

Электроскоп наиболее примитивной конструкции состоит из закрепленного вертикально металлического электрода-стрежня, на нижнем конце которого подвешены два лепестка бумаги или тонкой металлической фольги, могущие беспрепятственно отклоняться в противоположные друг от друга стороны под действием электростатических сил.

С целью обеспечения лепесткам покоя и для защиты их от случайных потоков воздуха, ветра и т. д., стержневой электрод вместе с лепестками устанавливают неподвижно внутри корпуса с прозрачным стеклом со стороны наблюдателя или просто внутри стеклянной колбы. Верхняя часть стержневого электрода выводится наружу колбы, чтобы к ней можно было бы прикасаться заряженными предметами.

Хорошо, если к выступающему стержню прикреплен терминал в форме диска или шара для удобства касаться предметами. Лучше всего, если из сосуда откачан воздух, чтобы заряд на лепестках сохранялся бы как можно более долго, на протяжении всей демонстрации.

Заряд прямым контактом

В момент прикосновения к выводу стержня электроскопа заряженным предметом, допустим натертой о шерсть эбонитовой палочкой, электрический заряд стечет по стержню на спокойно весящие лепестки, в итоге лепестки заряжаются одноименно, причем тем же знаком, что и поднесенный предмет, независимо от того, зарядом какого знака был заряжен этот предмет.

Заряженные лепестки тут же отталкиваются друг от друга под действием кулоновских сил, и расходятся в разные стороны. Электроскоп показывает — заряд на предмете был, и частично принят лепестками. Если после прикосновения предмет отстранить, лепестки так и останутся в разведенном состоянии.

Заряд через влияние

Даже если просто поднести достаточно хорошо заряженный предмет (имеется ввиду — вовсе не прикасаться, а только приблизить) к стержню электроскопа, лепестки все равно разойдутся. Это называется заряд через влияние.

Допустим, подносимый предмет был заряжен положительно, тогда при его поднесении к терминалу электроскопа, на терминал с лепестков по стержню прибежит отрицательный заряд в стремлении притянуться к положительному заряду поднесенного предмета. Но поскольку этот отрицательный заряд ушел с лепестков, следовательно сами лепестки зарядились положительно и тут же разошлись.

Но стоит поднесенный предмет отдалить — лепестки опустятся вновь, так как заряд снова будет распределен по стержню и по лепесткам равномерно, как в разряженном электроскопе до приближения заряженного предмета.

А еще через влияние можно зарядить электроскоп так, чтобы даже при отдалении заряжающего предмета лепестки остались бы заряженными. Для этого можно присоединить к терминалу электроскопа заземленный провод, а кода поднесен заряженный предмет — заземление убрать. Лепестки разойдутся от избытка заряда, пришедшего из земли, и равновесие не вернется, даже когда заряжающий предмет будет убран.

Если к стержню уже заряженного электроскопа прикоснуться противоположно заряженным телом, то изначально разведенные в разные стороны лепестки начнут сближаться. Таким вот образом электроскоп позволяет определить относительный знак заряда исследуемого тела.

Источник

История Электроскоп, как он работает, чем он служит

электроскоп это устройство, используемое для обнаружения электрических зарядов в близлежащих объектах. Это также указывает на знак электрического заряда; то есть если это отрицательный или положительный заряд. Этот инструмент состоит из металлического стержня, заключенного в стеклянную бутылку.

Этот стержень имеет два очень тонких металлических листа (золото или алюминий), соединенных в его нижней части. В свою очередь, эта конструкция закрыта крышкой из изоляционного материала, а на верхнем торце имеется небольшая сфера, называемая «коллектор».

При приближении электрически заряженного объекта к электроскопу металлическими ламелями, которые находятся на нижнем конце конфигурации, могут быть отмечены два типа реакций: если ламели отделены друг от друга, это означает, что объект имеет одинаковый электрический заряд что электроскоп.

С другой стороны, если ламели собираются вместе, это свидетельствует о том, что объект имеет электрический заряд, противоположный заряду электроскопа. Ключ должен заряжать электроскоп электрическим зарядом известного знака; таким образом, отбрасывая, можно будет вывести знак электрического заряда объекта, к которому мы приближаемся к устройству..

Электроскопы чрезвычайно полезны для определения того, является ли тело электрически заряженным, в дополнение к указанию знака нагрузки и ее интенсивности..

история

Электроскоп был изобретен английским врачом и физиком Уильямом Гилбертом, который был физиком английской монархии во время правления королевы Елизаветы I.

Гилберт также известен как «отец электромагнетизма и электричества» благодаря его огромному вкладу в науку в семнадцатом веке. Он построил первый известный электроскоп в 1600 году с целью углубления своих экспериментов на электростатических зарядах..

Первый электроскоп, называемый версориум, представлял собой устройство, состоящее из металлической иглы, которая свободно вращалась на постаменте..

Механизм действия версориума основывался на зарядах, возникающих на концах иглы посредством электростатической индукции. Таким образом, в зависимости от того, какой конец иглы находится ближе всего к следующему объекту, реакция этого конца будет заключаться в том, чтобы указывать или отталкивать объект иглой..

Если бы объект имел положительный заряд, отрицательные подвижные заряды в металле были бы притянуты к объекту, и отрицательно заряженный конец указывал бы на тело, которое вызывает реакцию в версории..

В противном случае, если бы объект имел отрицательный заряд, полюс, привлеченный к объекту, был бы положительным концом иглы..

эволюция

В середине 1782 года выдающийся итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827) построил конденсационный электроскоп, который обладал важной чувствительностью для обнаружения электрических зарядов, которые затем не обнаруживались электроскопами..

Тем не менее, наибольшие успехи в электроскопе пришли из рук немецкого математика и астронома Иоганна Готтлиба Фридриха фон Боненбергер (1765-1831), который изобрел золотой листовой электроскоп.

Конфигурация этого электроскопа очень похожа на структуру, известную сегодня: устройство состояло из стеклянного колокола с металлической сферой на верхнем торце..

В свою очередь, эта сфера была соединена через проводник с двумя листами очень тонкого золота. «Золотые буханки» разделились или соединились, когда приблизилось электростатически заряженное тело.

Как это работает?

Статическое электричество может накапливаться на внешней поверхности любого тела путем естественной нагрузки или трения..

Электроскоп предназначен для обнаружения наличия этого типа зарядов, благодаря переносу электронов с сильно заряженных поверхностей на менее электрически заряженные поверхности. Кроме того, в зависимости от реакции ламелей это также может дать представление о величине электростатического заряда окружающего объекта..

Сфера, расположенная в верхней части электроскопа, служит приемником электрического заряда объекта исследования..

Приближая электрически заряженное тело ближе к электроскопу, оно будет получать тот же электрический заряд от тела; то есть, если мы подойдем к электрически заряженному объекту с положительным знаком, электроскоп получит тот же заряд.

Если электроскоп ранее был заряжен известным электрическим зарядом, произойдет следующее:

— Если тело имеет одинаковую нагрузку, металлические пластинки, которые находятся внутри электроскопа, отделятся друг от друга, так как оба будут отталкивать.

— Напротив, если предмет имеет противоположный заряд, металлические хлопья на дне бутылки останутся прикрепленными друг к другу..

Ламели внутри электроскопа должны быть очень легкими, чтобы их вес был сбалансирован действием электростатических сил отталкивания. Таким образом, отодвигая объект исследования от электроскопа, ламели теряют поляризацию и возвращаются в свое естественное состояние (закрыто)..

Как это электрически заряжено?

Факт зарядки электроскопа электрически необходим для того, чтобы можно было определить природу электрического заряда объекта, к которому мы подойдем к устройству. Если заряд электроскопа не известен заранее, будет невозможно определить, является ли нагрузка объекта такой же или противоположной нагрузке..

Перед зарядкой электроскопа он должен быть в нейтральном состоянии; то есть с равным количеством протонов и электронов внутри. По этой причине рекомендуется подключать электроскоп к земле перед выполнением зарядки, чтобы обеспечить нейтральность нагрузки устройства..

Разряд электроскопа можно осуществить, касаясь его металлическим предметом, так что последний разряжает электрический заряд, существующий внутри электроскопа, на землю..

Есть два способа зарядки электроскопа перед его испытанием. Ниже приведены наиболее важные аспекты каждого из этих.

По индукции

Он включает в себя зарядку электроскопа без установления прямого контакта с ним; то есть только при приближении к объекту, нагрузка которого известна принимающей сфере.

По контакту

Прикосновением к принимающей сфере электроскопа непосредственно предметом с известным зарядом.

Для чего это??

Электроскопы используются, чтобы определить, является ли тело электрически заряженным, и различить, имеет ли оно отрицательный заряд или положительный заряд. В настоящее время электроскопы используются в экспериментальной области, чтобы наглядно продемонстрировать с их помощью обнаружение электростатических зарядов в электрически заряженных телах..

Некоторые из наиболее важных функций электроскопов следующие:

— Обнаружение электрических зарядов в близлежащих объектах. Если электроскоп реагирует на приближение тела, то это потому, что последний электрически заряжен.

— Различение типа электрического заряда, которым обладают электрически заряженные тела, при оценке открытия или закрытия металлических пластин электроскопа в зависимости от начального электрического заряда электроскопа.

— Электроскоп также используется для измерения излучения окружающей среды в случае наличия радиоактивного материала из-за того же принципа электростатической индукции..

— Это устройство также можно использовать для измерения количества ионов, присутствующих в воздухе, путем оценки скорости заряда и разряда электроскопа в контролируемом электрическом поле..

Сегодня электроскопы широко используются в лабораторных условиях в школах и университетах, чтобы продемонстрировать учащимся различных уровней образования использование этого устройства в качестве детектора электростатического заряда..

Как сделать самодельный электроскоп?

Это очень легко сделать самодельный электроскоп. Необходимые элементы легко приобрести, а сборка электроскопа происходит довольно быстро.

Ниже перечислены принадлежности и материалы, необходимые для создания самодельного электроскопа за 7 простых шагов:

— Стеклянная бутылка Это должно быть чисто и очень сухо.

— Пробка для герметичного закрытия бутылки.

— Медный провод 14 калибра.

процесс

Шаг 1

Отрежьте медный провод, пока не получите отрезок, длина которого превышает приблизительно 20 сантиметров..

Шаг 2

Согните один конец медного провода, создавая вид спирали. Эта часть будет выполнять функции сферы восприятия электростатического заряда.

Этот шаг очень важен, так как спираль будет способствовать передаче электронов от исследуемого тела к электроскопу из-за существования большей площади поверхности.

Шаг 3

Он пересекает пробку медной нитью. Убедитесь, что загнутая часть направлена ​​к верхней части электроскопа..

Шаг 4

Сделайте небольшой изгиб на нижнем конце медного провода, L-образный.

Шаг 5

Разрежьте две алюминиевые ламели в форме треугольников примерно на 3 сантиметра в основании. Важно, чтобы оба треугольника были идентичны.

Убедитесь, что ламели достаточно малы, чтобы не соприкасаться с внутренними стенками бутылки..

Шаг 6

Он включает небольшое отверстие в верхнем углу каждой фольги и вставляет оба куска алюминия в нижний конец медной проволоки.

Постарайтесь, чтобы скольжение алюминиевой фольги было как можно более гладким. Если алюминиевые треугольники слишком сильно ломаются или сжимаются, лучше повторять образцы до получения желаемого эффекта.

Шаг 7

Поместите пробку на верхний край бутылки, очень осторожно, чтобы алюминиевые ламели не испортились и не потеряли выполненную сборку..

Чрезвычайно важно, чтобы обе ламели были в контакте при герметизации контейнера. Если это не так, то вы должны изменить изгиб медного провода, пока листы не коснутся друг друга.

Проверь свой электроскоп

Чтобы доказать это, вы можете применить теоретические понятия, ранее описанные в статье, как описано ниже:

— Убедитесь, что электроскоп не заряжен: для этого прикоснитесь к нему металлическим стержнем, чтобы устранить оставшийся заряд в устройстве..

— Электрически заряжает объект: трёт воздушный шарик о шерстяную ткань, чтобы загрузить поверхность баллона с электростатическим зарядом..

— Подойдите к объекту, заряженному к медной спирали: с этой практикой электроскоп будет заряжаться по индукции, а электроны земного шара будут переноситься в электроскоп.

— Наблюдайте за реакцией металлических пластин: треугольники из алюминиевой фольги будут отходить друг от друга, так как оба листа имеют заряд одного знака (в данном случае отрицательный).

Попробуйте выполнить этот тип тестов в сухие дни, так как влажность обычно влияет на этот тип домашних экспериментов, потому что это затрудняет переход электронов с одной поверхности на другую.

Источник

Электроскоп — описание и принцип действия устройства

Электроскоп — это устройство, предназначенное для определения наличия электронного заряда у взаимодействующих с ним наэлектризованных тел. Принцип работы этого устройства основан на правиле электростатики — одинаково заряженные предметы отталкиваются. Прибор можно встретить в кабинете физики в любой школе, или простейший макет легко сделать из подручных средств своими руками.

Общие сведения

Электроскоп нужен, чтобы измерять электрические заряды в рядом находящихся предметах. А также его использование позволяет определить полярность: положительная или отрицательная. Схема физического устройства проста, прибор состоит из металлического стержня, который заключен в стеклянную колбу.

На окончаниях находятся две тонкие алюминиевые или золотые пластины, снизу они соединяются. При этом конструкция закрывается изоляционной крышкой, а сверху торца находится специальная сфера, которая называется «коллектор».

Во время приближения электрически заряженного предмета к электроскопу находящиеся снизу устройства ламели имеют две реакции:

Электроскопы позволяют определять, каково накопление электрического заряда, при этом они указывают знак полярности и ее интенсивности.

История создания

Впервые доклад об изобретении электроскопа написал физик и врач Вильям Гилберт, работавший в Великобритании при правлении Елизаветы Первой. Этот ученый также является «отцом» электромагнетизма за счет большого вклада в науку в XVII столетии. Он создал первое устройство в 1601 г. для углубления опытов с электричеством.

Первый прибор, который назывался версориум, представлял собой конструкцию, где металлическая иголка свободно вращалась на специальном пьедестале.

Конфигурация этого устройства сильно напоминала обычный компас, однако здесь была не намагниченная игла. Ее концы зрительно отличались между собой. Помимо этого, одно окончание имело отрицательный заряд, а второе — положительный.

Принцип работы был основан на импульсах, которые возникали на концах благодаря электромагнитной индукции. То есть с учетом того, какой стороной иголка располагалась максимально близко к предмету, реакция конца заключалась в том, чтобы отталкиваться или притягиваться к объекту.

В начале 1783 г. знаменитый физик из Италии Алессандро Вольта создал конденсационный электрометр, обладающий повышенной чувствительностью для определения электрозарядов.

Но самых больших успехов добился астроном и математик из Германии Иоганн Готтлиба, он изобрел золотой листовой прибор. Рисунок этого устройства напоминает конструкцию, которая используется в наше время. Оборудование имело стеклянный колокол со стальной сферой сверху. При этом последняя соединялась проводником с двумя тонкими золотыми листами. Пластины соединялись или расходились с учетом приближения электрического заряженного предмета.

Принцип работы

Электрометр — это прибор, который используется для выявления статического электричества около находящихся предметов, использует эффект соединения внутренних тонких металлических листов из-за электростатического притяжения. Статическое поле появляется на внешней части объекта за счет трения или происходящей нагрузки.

Устройство предназначается для определения наличия типа заряда с помощью переноса электронов с сильно заряженных участков на разряженные поверхности. Помимо этого, с учетом реакции пластин это позволяет определить величину электрического импульса предмета. Сфера, которая находится сверху прибора, является приемником заряда предмета изучения.

При приближении электростатически заряженного объекта ближе к устройству оно получит такой же электрозаряд от предмета. То есть, если подойти к объекту, который положительно заряжен, прибору передастся такой же заряд.

Если электрометр уже имел известный электрический импульс, можно увидеть следующее:

Металлические листы в приборе должны иметь легкий вес, чтобы их масса могла сбалансировать воздействие электрических сил отторжения. Так, если отодвигать предмет изучения от устройства, в пластинах снижается поляризация и они становятся в естественное положение («закрываются»).

Зарядка электроскопа

Наличие электрической зарядки прибора требуется для определения природы импульса исследуемого предмета, куда подносят оборудование. Если заряд электрометра предварительно не узнать, то не получится определить, является ли нагрузка на теле такой же либо она противоположна.

Перед зарядом оборудования оно должно находиться в нейтральном состоянии — быть внутри с одинаковым количеством электронов и протонов. Поэтому, перед тем как заряжать, необходимо установить устройство на пол и подключить электрометр к заземлению, так можно обеспечить нейтральность нагрузки прибора. Разрядку оборудования можно произвести, если прикоснуться к нему металлическим предметом.

Существует несколько способов зарядки прибора перед проведением испытаний:

Сфера использования

Электрометры применяются, чтобы узнать, заряжен ли предмет электрически, и определить, какой у него заряд: положительный или отрицательный. Сегодня эти приборы используются в экспериментальной сфере, так можно наглядно показать обнаружение электрических импульсов.

Основные функции оборудования следующие:

Сейчас электрометры широко применяют в лабораториях в школах и институтах, чтобы показать ученикам разные уровни использования этого прибора в качестве устройства, которое контролирует электрический заряд.

Изготовление своими руками

Изготовить самостоятельно простейший электроскоп довольно просто. Требуемые детали легко купить, а сборка производится очень быстро.

Необходимые материалы:

Вначале нужно отрезать медную проволоку длиной около 25 см. Один ее конец сгибается в форме спирали. Он будет играть роль сферы приемника электрического заряда. Этот этап важен, поскольку спираль способствует передаче электронов от изучаемого объекта к электрометру из-за своей большой площади. Проделайте в пробке отверстие и проденьте проволоку. Сделайте L-образный изгиб снизу.

Обрежьте две пластины из фольги в виде треугольника длиной приблизительно 4 см. Главное, чтобы эти ламели были одинаковые. Удостоверьтесь, что они достаточного размера, чтобы не касаться внутренней поверхности банки. На проволоку крепят пластины через предварительно проделанные два отверстия в фольге.

Нужно постараться сделать скольжение ламелей максимально плавным. Закройте осторожно пробкой банку, чтобы треугольники не повредились и не испортили сборку.

Обе пластины должны находиться в контакте друг с другом при герметизации емкости. Если соединение отсутствует, то нужно изменить изгиб проволоки, пока ламели не будут соприкасаться между собой.

Особенности проверки работоспособности

Чтобы проверить работоспособность, можно использовать теоретические понятия, которые уже были описаны. Для этого необходимо выполнить следующее:

Не забывайте, что немаловажное значение для проводимости определенных предметов является состояние внешней среды. К примеру, если воздушная влажность увеличивается, то в этом случае некоторые объекты играют роль проводников.

Наглядно продемонстрировать это может молния. Поскольку она, как правило, наблюдается только в то время, когда льет дождь, то есть при повышенной влажности, соответственно, воздух может пропускать электрический заряд, хоть при солнечной погоде этого не происходит. Воздух является проводником только в том случае, если меняется влажность. Если это влияет на измерение, можно попробовать протестировать прибор в сухие дни.

Источник

Устройство, назначение и принцип работы электроскопа

Из-за соприкосновения двух разнородных материалов в телах может произойти перераспределение носителей зарядов. В результате возникнет явление, называемое наэлектризованностью. Для измерения и обнаружения статического электричества используют электроскоп. Устройство его несложное, поэтому можно собрать прибор и в домашних условиях самостоятельно.

Общие сведения о приборе

В быту довольно часто можно столкнуться с таким явлением, как наэлектризованность. Она возникает в результате определённых действий с двумя разнородными предметами. Это может быть трение, придавливание, наматывание, раскалывание. В результате таких действий, с физической точки зрения, происходит нарушение внутриатомного равенства из-за перераспределения отрицательно заряженных частиц — электронов.

Изучением распределения электрических зарядов занимается электростатика. Считается, что первым обнаружил способность веществ взаимодействовать между собой после трения Фалес Милетский. Он выяснил, что если потереть шерсть о янтарь, то последний начинает притягивать к себе различные малые тела, например, кусочки бумаги, пылинки. Природу явления на то время греческий философ объяснить не смог.

В 1600 году Уильям Гилберт занялся изучением этого явления и ввёл понятие «электричество». А через 63 года Отто фон Герике создал устройство, с помощью которого обнаружил, что тела могут не только притягиваться, но и отталкиваться. Дальнейшие опыты подтвердили его эксперимент. Так, в 1733 году Дюфе разделил электричество на два типа:

Сегодня их называют соответственно положительным и отрицательным. Первое обозначают знаком «+», а второе «-». При этом наукой установлено, что одноимённые заряды, образовывающие электричество, при взаимодействии отталкиваются друг от друга, а разноимённые — притягиваются.

Прибор, позволяющий не только наблюдать взаимодействие элементарных частиц, но и оценить их значение, сконструировал французский инженер Шарль Кулон. Его измеритель, собранный в 1784 году, был довольно чувствительным и получил название «крутильные весы». Конструкция устройства состояла из изолируемого стержня, подвешенного на упругой нити в прозрачной закрытой ёмкости. По диаметру колбы была нанесена шкала, а нить закреплялась к сфере. Поднося к шару различные наэлектризованные предметы, инженер определял, на какую величину отклоняется стержень.

Весы Кулона в дальнейшем были усовершенствованы. Вместо них, сегодня используют точные электронные устройства с логическими микросхемами. Но перед их изобретением появились такие приборы, как электроскоп и электромер. Это довольно простые устройства, используемые чаще всего в учебных заведениях при объяснении взаимодействия зарядов.

Устройство и принцип работы

Слово «электроскоп» происходит от греческого «skopeo», что в переводе на русский язык обозначает «наблюдать». В физике под ним понимают прибор, с помощью которого можно обнаруживать электрические заряды. Он относится к простейшим устройствам, поэтому его точность в определении величины является низкой, но вместе с тем позволяет оценить знак заряда того или иного тела.

Практически в том виде, в каком сейчас его можно встретить в школьных лабораториях, он был представлен в 1754 году Джоном Кантоном. В устройство измерителя входило не так уж и много различных частей. Вот основные из них:

Собирался электроскоп следующим образом. Через отверстие в корпус вставлялся металлический стержень, на конце которого закреплялись два лепестка, отклоняющиеся свободно в стороны. Сверху на трубчатый проводник одевалась сфера. Корпус прибора закрывался прозрачными стёклами, на которых устанавливалась шкала. Само устройство ставилось на пол через диэлектрическую подставку.

Суть работы такого устройства заключается в следующем. Если к металлическому шару прикоснуться наэлектризованным телом, например, стеклянной или эбонитовой палочкой, то лепестки, получив заряд одинакового знака, оттолкнутся друг от друга. В таком положении они смогут оставаться довольно долго. Если же к шару поднести тело с другим по знаку зарядом, то расстояние между лепестками уменьшится. Для того чтобы разрядить устройство, нужно просто будет коснуться его рукой.

По углу отклонения можно определить величину заряда, но точность такого измерения оставляет желать лучшего. Поэтому для замеров величин используют другое устройство — электрометр. Такой прибор уже позволяет судить об имеющемся потенциале у тела.

Электрометры бывают механическими и электронными. Первые работают по принципу электроскопа, но вместо листочков в них используется стрелка наподобие той, что ставится в компасах. Электронные же, по сути, являются вольтметрами. Их подключают в цепи параллельно тем точкам, в которых необходимо измерить падение напряжения. Это возможно из-за их высокого внутреннего сопротивления.

Сборка из подручных материалов

Изобрести нового типа устройство, способное выполнять накопление зарядов, довольно сложно. Но вот повторить самостоятельно конструкцию простого электроскопа, пожалуй, будет по силам каждому заинтересованному. Собрать измеритель можно из подручных материалов, которые наверняка можно найти дома.

Для самостоятельного конструирования понадобится:

Итак, с помощью шила необходимо выполнить отверстие в крышке диаметр, которого будет совпадать с толщиной проволоки. Затем продеть её через неё проводник. Длина просунутой проволоки должна быть такой, чтобы она не доставала до дна ёмкости. Оптимальное расстояние до низа банки — пять сантиметров. На конце проволоки необходимо сделать крючок.

Теперь с помощью ножниц из фольги нужно вырезать две тонкие полоски длиной два сантиметра. Их назначение будет как раз и заключаться в собирании зарядов. Две полоски последовательно нужно нанизать на крючок. Банку закрыть крышкой, а отверстие возле проволоки загерметизировать пластилином. Устройство практически готово. Останется из фольги скрутить шар и надеть его сверху на выглядывающий конец проводника. Теперь можно переходить к испытанию прибора.

Действие такого электрометра, а называться это самостоятельно собранное устройство будет именно так, основано на природном явлении. Продемонстрировать его можно следующим образом. Взять эбонитовую палочку и потереть её об кусочек материи или, например, расчёску о волосы. Затем дотронуться до шара. Заряды с наэлектризованного тела перейдут на проводник (проволоку). До этого момента стержень был электрически нейтральным. Но теперь заряды группируются по знаку, а проволока заряжается положительно или отрицательно. Такой же знак получает фольга. Из-за того, что две полоски будут иметь однотипный заряд, они оттолкнутся друг от друга.

Стоит отметить интересную особенность, которую редко упоминают в докладах, посвящённых этому явлению. Заключается она в том, что заряды одного знака располагаются при электризации на поверхности проводников. Связано это с тем, что они отталкиваются друг от друга, поэтому и выталкиваются на поверхность.

Электронное устройство с индикацией

Механический прибор, который используют в школах, предназначен для обнаружения заряда. С его помощью демонстрируют принципиальные законы статики. Но вот какими частицами — положительными или отрицательными — наэлектризовано тело, используя его, определить невозможно. Электронное устройство позволяет не только узнать качественно вид заряда, но и измерить его величину.

Принципиальная схема прибора не содержит дефицитных деталей. Собирается она на текстолите размерами 5х8 сантиметров. Печатная плата изготавливается с помощью «лазерно-утюжной технологии». Чертить её удобно в программе Sprint-Layout. При выводе рисунка на печать нужно обратить внимание на зеркальность.

Прибор состоит из двух частей. В верхней распложены светодиоды, вставленные в прорези на корпусе. Для знака «плюс» рекомендуется использовать индикацию зелёного цвета, а «минус» — красного. Прорези можно закрыть калькой или прозрачным оргстеклом. В нижней части размещается распаянная плата. Возле неё монтируется реле и батарейка типа «КРОНА», обеспечивающая схему питанием 9 вольт.

Из радиоэлементов понадобится:

Конденсатор C1 включён в плечо моста, собранного на диодах и подключённого к базе V3. Если к антенне W1 поднести заряженное тело, то на выходах ёмкости появляется напряжение. Оно прикладывается к транзистору и открывает его. В итоге наступает разбалансировка моста, приводящая к срабатыванию реле КР1. Направление тока зависит от знака заряда, вот почему электронный ключ будет подключать одну или другую группу светодиодов.

Чтобы можно было измерять величину зарядов, понадобится дополнительно подключить вольтметр. В качестве его удобно использовать любой мультиметр, умеющий измерять значение постоянного напряжения. Подключать его нужно параллельно конденсатору. Кстати, им можно контролировать не только то, каков будет заряд, но и определять его знак.

Источник