الجهاز ومبدأ تشغيل المكشاف الكهربائي
مكشاف كهربائي - أبسط جهاز إيضاحي مصمم لإظهار وجود شحنة كهربائية في الأجسام المشحونة (المكهربة) التي تتفاعل معها.
يعتمد مبدأ تشغيل هذا الجهاز على القاعدة الأساسية للكهرباء الساكنة - الأجسام التي تحمل الاسم نفسه تتنافر. يمكن دائمًا العثور على أبسط مكشاف كهربائي في مكتب فيزياء مجهز جيدًا في أي مدرسة حديثة. بعد كل شيء ، من السهل إنشاء نموذج أولي للمكشاف الكهربائي ذي الشفرتين باستخدام وسائل مرتجلة.
يتكون المكشاف الكهربائي للتصميم الأكثر بدائية من قضيب قطب كهربائي معدني ثابت عموديًا ، وفي نهايته السفلية يتم تعليق بتلتين من الورق أو رقائق معدنية رفيعة ، والتي تكون حرة في الانحراف في اتجاهين متعاكسين عن بعضهما البعض. بواسطة القوى الكهروستاتيكية.
من أجل ضمان راحة البتلات وحمايتها من التدفقات العرضية للهواء والرياح وما إلى ذلك ، يتم تثبيت قطب القضيب مع البتلات داخل صندوق به زجاج شفاف على جانب المراقب أو ببساطة داخل زجاج مصباح. يتم إخراج الجزء العلوي من القطب الكهربائي من المصباح بحيث يمكن للأشياء المشحونة لمسه.
من الجيد أن يتم توصيل طرف على شكل قرص أو كرة بالقضيب البارز لسهولة الاتصال بالأشياء. من الأفضل إخلاء الهواء من السفينة بحيث يتم الاحتفاظ بشحنة البتلة لأطول فترة ممكنة خلال العرض التوضيحي.
رسوم الاتصال المباشر
في لحظة لمس طرف قضيب المكشاف الكهربائي بجسم مشحون ، على سبيل المثال يفرك على الصوف بعصا من خشب الأبنوس، تتدفق الشحنة الكهربائية على طول القضيب على البتلات المعلقة بهدوء ، ونتيجة لذلك يتم شحن البتلات بنفس الاسم وبنفس علامة الكائن الذي تم إحضاره ، بغض النظر عن الشحنة التي تم بها شحن هذا الكائن.
تتنافر البتلات المشحونة على الفور تحت تأثير قوى كولوم وتتباعد في اتجاهات مختلفة. يظهر المكشاف الكهربائي - كانت الشحنة الموجودة على الجسم مشتقة جزئيًا من البتلات... إذا تمت إزالة البتلات بعد لمس الجسم ، فستبقى في حالة مخففة.
تهمة عن طريق النفوذ
حتى لو أحضرت شيئًا مشحونًا بشكل كافٍ (بمعنى أنك لا تلمسه على الإطلاق ، فقط قربه) من قضيب المكشاف الكهربائي ، ستظل البتلات مبعثرة. يسمى تهمة بالتأثير.
لنفترض أن الجسم الذي تم إحضاره مشحون بشكل إيجابي ، فعندما يتم إحضاره إلى طرف المكشاف الكهربائي ، ستصل شحنة سالبة إلى الطرف من البتلات الموجودة على طول القضيب في محاولة لجذبها بواسطة الشحنة الموجبة للجسم الذي تم إحضاره. ولكن نظرًا لأن هذه الشحنة السالبة تركت البتلات ، فإن البتلات نفسها أصبحت مشحونة إيجابًا وتشتت على الفور.
ولكن بمجرد إزالة الجسم المرتفع ، ستهبط البتلات مرة أخرى ، حيث سيتم توزيع الشحنة مرة أخرى على القضيب والبتلات بشكل موحد ، كما هو الحال في المكشاف الكهربائي قبل اقتراب الجسم المشحون.
ومن خلال التأثير يمكنك شحن المكشاف الكهربائي بحيث تظل البتلات مشحونة حتى مع مسافة جسم الشحن. للقيام بذلك ، يمكنك توصيل سلك أرضي بطرف المكشاف الكهربائي ، وعندما يتم رفع جسم مشحون ، قم بإزالة الأرض. ستنتشر البتلات بسبب الشحنة الزائدة القادمة من الأرض ، ولن يعود الرصيد ، حتى عند إزالة عنصر الشحن.
التفريغ
إذا تم لمس قضيب المكشاف الكهربائي المشحون بالفعل بجسم مشحون بشكل معاكس ، فستبدأ البتلات ، المفصولة في البداية في اتجاهات مختلفة ، في الاقتراب من بعضها البعض. بهذه الطريقة ، يسمح لك المكشاف الكهربائي بتحديد العلامة النسبية لشحنة الجسم قيد الدراسة.
تطبيق الكهرباء الساكنة: