Для чего применяют электроскопы и электрометры кратко
Обновлено: 02.07.2024
Для измерения заряда используют электроскоп и электрометр. Эти приборы позволяют определить знак заряда, а, так же, оценить величину заряда.
Электроскоп
Электроскоп позволяет обнаружить электрический заряд и оценить его величину приблизительно.
Рис. 1. Электроскоп содержит металлический стержень, к которому с одной стороны прикреплена чаша, а с другой – две полоски бумаги. Некоторые электроскопы снабжены шкалой
Устроен прибор так. Металлический стержень вертикально входит в металлический корпус (рис. 1).
К стержню с одной стороны присоединена чаша, изготовленная из металла. Чаша находится в верхней части стержня, за пределами корпуса электроскопа.
А к другому концу стержня, находящемся внутри корпуса, присоединены две тонкие полоски бумаги.
Между стержнем и корпусом находится пробка из пластмассы. Она не дает заряду со стержня стекать на корпус.
В корпусе с двух сторон присутствуют стеклянные окошки, чтобы можно было наблюдать за поведением бумажных полосок.
Так же, в корпус встроена шкала с делениями. Она помогает оценивать углы, на которые бумажные полоски расходятся.
Некоторые электроскопы имеют боле простую конструкцию (рис. 2). В них стержень с листочками помещается в стеклянную колбу. Шкала в таких простейших приборах не предусмотрена.
Рис. 2. Самодельный электроскоп не содержит шкалы, металлический стержень с полосками бумаги помещен в стеклянную колбу
Как пользоваться электроскопом
Рассмотрим незаряженный электроскоп. Поднесем к его чаше натертый шерстью кусочек эбонита. Листочки при этом разойдутся в стороны (рис. 3). Первоначальное положение листочков обозначено на рисунке пунктирными линиями.
Рис. 3. Когда к чаше незаряженного электроскопа подносят заряженное тело, полоски бумаги расходятся в стороны
Чем больше заряд поднесенного наэлектризованного тела, тем на большие углы расходятся полоски бумаги.
Зарядим теперь электроскоп положительным зарядом. Для этого прикоснемся к его чаше кусочком стекла, натертого о шелк.
Прикоснувшись к чаше электроскопа, можно передать ему заряд. Чем больше заряд, тем сильнее отклоняются листочки.
Поднесем теперь к чаше положительно заряженного прибора тело, имеющее такой же — положительный знак заряда. Прикасаться телом к чаше не будем.
Мы увидим, что листочки разойдутся в стороны еще больше (рис. 4).
Рис. 4. К чаше заряженного (+) электроскопа подносят (+) заряженное тело, полоски отклоняются сильнее
Если же к чаше заряженного прибора поднести заряд противоположного знака, угол между его листочками уменьшится (рис. 5).
Рис. 5. К чаше заряженного (+) электроскопа подносят (-) заряженное тело, полоски сближаются, уменьшая угол отклонения
Зная знак заряда электроскопа, можно определить знак заряда тела.
По углу отклонения бумажных полосок можно судить о том, уменьшился или увеличился заряд электроскопа.
Чем больше угол, тем больше наэлектризован прибор, тем больший заряд находится на нем.
Электрометр
Еще один прибор, с помощью которого можно оценить заряд, называется электрометром.
Его устройство отличается от электроскопа тем, что вместо полосок бумаги содержит легкую металлическую стрелку (рис. 6). Она хорошо сбалансирована и может вращаться, отклоняясь от стержня на различные углы. Ось вращения стрелки проходит через ее центр, а максимальный угол отклонения составляет около 90 градусов.
Когда мы сообщаем электрометру заряд, стрелка от стержня заряжается, отталкивается от него и отклоняется на некоторый угол.
Электрометр обладает несколько большей чувствительностью по сравнению с электроскопом. Во всех конструкциях электрометров обязательно присутствует шкала.
1. Для чего применяют электроскопы и электрометры? 2. Как, располагая заряженным электрометром и предметами из различных веществ, можно установить, какие из них являются проводниками, а какие нет? 3. Приведите примеры проводников. 4. Какие вещества называют диэлектриками? Приведите примеры. 5. Опишите опыт, позволяющий осуществить деление заряда. 6. Можно ли уменьшать заряд бесконечно? 7. Что такое заземление? На каком свойстве оно основано? 8. Какой заряд называют элементарным?
§ 2. вот ответики
1. Для того, чтобы определить, наэлектризовано ли тело.
2. Если при касании телом электрометр разряжается, то тело сделано из проводника, если нет, то из диэлектрика.
3. Железо, медь, никель и другие металлы.
4. Тела, которые не переносят электрический заряд. Пластмасса, бумага, стекло и др.
5. Два электроскопа, один заряженный, другой - нет, соединяются проводящим материалом. Заряд между ними делится.
6. Нет. Минимальный заряд - заряд электрона - 1,6 ∙ 10 -19 Кл.
7. Заземление - передача заряда Земле. Оно основано на том, что чем больше тело, тем больший заряд оно может принять.
8. Элементарным зарядом называют абсолютную величину минимально возможного.
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.
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..
- 1 История
- 1.1 Эволюция
- 2.1 Как это электрически заряжено?
- 4.1 Процедура
- 4.2 Проверьте свой электроскоп
история
Электроскоп был изобретен английским врачом и физиком Уильямом Гилбертом, который был физиком английской монархии во время правления королевы Елизаветы I.
Первый электроскоп, называемый версориум, представлял собой устройство, состоящее из металлической иглы, которая свободно вращалась на постаменте..
Конфигурация версориума была очень похожа на конфигурацию иглы компаса, но в этом случае игла не была намагничена. Концы иглы визуально отличались друг от друга; Кроме того, один конец иглы имел положительный заряд, а другой - отрицательный заряд.
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..
![]()
Как это работает?
Электроскоп - это устройство, используемое для обнаружения статического электричества в близлежащих объектах, использующее явление разделения их внутренних пластин из-за электростатического отталкивания..
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.
![Электроскоп. Проводники и непроводники электричества]()
На данном уроке мы рассмотрим приборы, позволяющие зафиксировать и оценить электрический заряд – электроскоп и электрометр. Кроме того, мы узнаем о том, что вещества могут хорошо и не очень пропускать электрический заряд. Таким образом, существуют проводники, полупроводники и диэлектрики (изоляторы). Мы рассмотрим устройство и принцип работы электрометра и электроскопа, а также проведём эксперименты, подтверждающие различную проводимость материалами электрического заряда.
Читайте также:
