Wie man statische Elektrizität misst (mit Bildern)

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Wie man statische Elektrizität misst (mit Bildern)
Wie man statische Elektrizität misst (mit Bildern)
Anonim

Statische Elektrizität ist das Ungleichgewicht von negativen und positiven Ladungen auf der Oberfläche eines Objekts. Es kann leicht sichtbar sein, beispielsweise wenn ein Funke nach dem Berühren eines Metalltürknaufs zu sehen ist. Die physikalische Messung der statischen Elektrizität ist jedoch ein viel komplizierterer Prozess. Wenn Sie lernen, statische Elektrizität zu messen, messen Sie im Grunde die Oberfläche eines bestimmten Objekts.

Schritte

Methode 1 von 2: Messen der statischen Ladung verschiedener Materialien

Statische Elektrizität messen Schritt 1

Schritt 1. Sammeln Sie Ihre Materialien

Für dieses Experiment benötigen Sie eine kleine Kupferplatte, eine Masseverbindung, Überbrückungsdrähte mit Krokodilklemmen, weißes Papier, eine Schere, ein Lineal, einen Ballon, Haare, ein Baumwoll-T-Shirt, ein Polyester-T-Shirt, einen Teppich und vieles mehr Keramikfliese. Dieses Experiment testet die relative Menge an statischer Elektrizität in einem Objekt.

  • Eine kleine Kupferblechplatte kann man relativ günstig online oder im Baumarkt kaufen.
  • Die Erdungsverbindung und das Krokodilklemmen-Überbrückungskabel müssen in einem Baumarkt oder Elektronikgeschäft gekauft werden.
Statische Elektrizität messen Schritt 2

Schritt 2. Befestigen Sie die Kupferplatte mit dem Überbrückungsdraht am Erdungsanschluss

Nehmen Sie ein Ende der Krokodilklemme und befestigen Sie es am Erdungsanschluss. Befestigen Sie die andere Krokodilklemme an der Kupferplatte. Es spielt keine Rolle, wo der Clip platziert ist, nur damit er mit dem Erdungskabel verbunden ist.

Das Berühren der Platte mit einem Gegenstand entfernt jegliche restliche statische Elektrizität, die ein Gegenstand haben kann

Statische Elektrizität messen Schritt 3

Schritt 3. Schneiden Sie das Blatt Papier in 100 quadratische Stücke von 5 mm x 5 mm

Messen Sie mit einem Lineal 5 mal 5 Millimeter große Quadrate aus und schneiden Sie sie aus. Versuchen Sie, sie so nah wie möglich in der Größe zu schneiden. Dieser Vorgang ist genauer und geht schneller, wenn Sie Zugang zu einem Papierschneider haben.

  • Entfernen Sie alle verbleibenden statischen Elektrizität im Papier, indem Sie sie auf die Kupferplatte legen.
  • Nachdem Sie alle statischen Reste entfernt haben, legen Sie die Papierstücke für den Rest des Experiments auf ein flaches Tablett.
Statische Elektrizität messen Schritt 4

Schritt 4. Blasen Sie den Ballon auf

Blasen Sie den Ballon auf eine mittlere bis große Größe auf. Die Größe spielt keine Rolle, solange Sie für jedes Material den gleichen Ballon verwenden. Wenn Sie den Ballon während eines der Tests platzen lassen, müssen Sie einen neuen Ballon aufblasen und von vorne beginnen, um die Konsistenz während des Experiments aufrechtzuerhalten.

Entladen Sie den Ballon von verbleibender statischer Elektrizität, indem Sie ihn über die Kupferplatte rollen

Statische Elektrizität messen Schritt 5

Schritt 5. Reiben Sie den Ballon fünfmal über die Oberfläche eines Materials

Wählen Sie zunächst das Material aus, bei dem Sie die statische Aufladung messen möchten. Einige gute Materialien zum Testen sind Haare, Teppich, ein Baumwoll-T-Shirt, ein Polyester-T-Shirt und eine Keramikfliese.

Reiben Sie den Ballon jedes Mal in die gleiche Richtung über die Oberfläche des Materials

Statische Elektrizität messen Schritt 6

Schritt 6. Platzieren Sie den Ballon auf den ausgeschnittenen Papierstücken

Wenn der Ballon über die Oberflächen gerieben wird, wird er mit unterschiedlichen Mengen an statischer Elektrizität aufgeladen. Wenn Sie den Ballon in das Papier legen, kleben die Stücke basierend auf der Menge an statischer Elektrizität, die der Ballon hält.

Vermeiden Sie es, den Ballon um den Papierstapel zu rollen, legen Sie ihn einfach darauf und sehen Sie, wie viele Stücke kleben

Statische Elektrizität messen Schritt 7

Schritt 7. Zählen und notieren Sie die Anzahl der Papierstücke, die am Ballon kleben

Ziehen Sie die Papierstücke vom Ballon ab und zählen Sie sie dabei. Unterschiedliche Materialien führen dazu, dass mehr oder weniger Teile kleben. Wiederholen Sie den Vorgang mit den verschiedenen Materialien, um zu sehen, wie sie sich unterscheiden.

Stellen Sie sicher, dass Sie das Papier und den Ballon entladen, bevor Sie wieder beginnen

Statische Elektrizität messen Schritt 8

Schritt 8. Vergleichen Sie die Ergebnisse der verschiedenen Materialien

Sehen Sie sich die aufgezeichneten Informationen an und vergleichen Sie, wie viele Papierstücke nach dem Reiben über die verschiedenen Materialien am Ballon kleben. Wenn mehr Papierstücke am Ballon kleben, weist dies auf eine höhere statische Aufladung des Materials hin.

  • Sehen Sie sich die Liste an und sehen Sie, durch welche Materialien der Ballon am meisten Papier angezogen hat. Haare haben viel statische Elektrizität und werden wahrscheinlich dazu geführt haben, dass die meisten Papierstücke kleben.
  • Obwohl diese Methode Ihnen nicht die genaue Menge an statischer Elektrizität eines Objekts sagt, können Sie die relative Menge an statischer Elektrizität sehen, die das Material enthält.

Methode 2 von 2: Messen mit einem selbstgebauten Elektroskop

Statische Elektrizität messen Schritt 9

Schritt 1. Sammeln Sie Ihre Materialien

Ein Elektroskop ist ein Gerät, das statische Elektrizität anhand dünner Metallstücke erkennen kann, die sich bei Vorhandensein einer elektrischen Ladung trennen. Mit ein paar einfachen Haushaltsgegenständen können Sie ein sehr einfaches Elektroskop bauen. Sie benötigen ein Glas mit einem Plastikdeckel, Aluminiumfolie und einen Bohrer.

Statische Elektrizität messen Schritt 10

Schritt 2. Machen Sie eine Kugel aus Folie

Schneiden Sie ein Stück Aluminiumfolie von etwa 10 x 10 Zoll ab. Die genauen Abmessungen des Folienstücks sind nicht wichtig. Zerknüllen Sie die Folie zu einer Kugel. Versuchen Sie, den Ball so rund wie möglich zu halten.

Die Größe der Kugel sollte etwa 2 Zoll im Durchmesser betragen. Auch hier sind die genauen Abmessungen nicht wichtig, aber Sie möchten nicht, dass der Ball zu groß oder zu klein ist

Statische Elektrizität messen Schritt 11

Schritt 3. Drehen Sie einen Aluminiumfolienstab zusammen

Nehmen Sie ein weiteres Blatt Folie und drehen Sie es zu einer Stangenform, die etwas kürzer ist als die Länge Ihres Glases. Sie möchten, dass sich der Aluminiumstab etwa 3 Zoll über dem Boden des Glases befindet und etwa 4 Zoll über der Oberseite des Glases herausragt.

Statische Elektrizität messen Schritt 12

Schritt 4. Befestigen Sie den Ball an der Stange, indem Sie beide mit Folie umwickeln und zusammendrehen

Verwenden Sie ein weiteres Blatt Folie, legen Sie die Kugel und den Stab zusammen und wickeln Sie das größere Blatt um beide Teile. Drehen Sie die Folie um die Stange, um alles fest zu befestigen.

Statische Elektrizität messen Schritt 13

Schritt 5. Bohren Sie ein Loch in den Plastikdeckel des Glases

Mit einem Bohrer ein Loch in die Mitte des Deckels bohren, das groß genug ist, damit der Folienstab hindurchgleiten kann. Wenn Sie keinen Bohrer zur Hand haben, können Sie mit Hammer und Nagel ein Loch durch den Deckel schlagen.

Seien Sie vorsichtig mit dem Bohrer oder Hammer. Die Aufsicht durch Erwachsene wird empfohlen

Statische Elektrizität messen Schritt 14

Schritt 6. Befestigen Sie den Folienstab/die Kugel am Deckel

Schieben Sie den Folienstab durch das Loch im Deckel, wobei die Folienkugel aus dem oberen Ende des Deckels herausragt. Kleben Sie die Stange von unten und oben fest. Machen Sie einen halben Zoll von der Unterseite der Stange eine 90°-Krümmung (rechter Winkel).

Statische Elektrizität messen Schritt 15

Schritt 7. Schneiden Sie eine Dreiecksform aus gefalteter Folie aus

Schneiden Sie ein Stück Folie mit einer Größe von etwa 6 x 3 Zoll aus. Falten Sie die Folie der Länge nach, so dass sie jetzt ein Quadrat von 3 x 3 Zoll ist. Schneiden Sie eine Dreiecksform aus, wobei die Spitze des Dreiecks fast das gefaltete Alter erreicht. Lassen Sie die Dreiecke an der Spitze befestigt, indem Sie nicht bis zur Falte schneiden. Wenn Sie mit dem Schneiden fertig sind, sollten Sie oben zwei Dreiecke haben, die mit etwas Folie verbunden sind.

Wenn Sie die Falte durchschneiden, schneiden Sie ein neues Stück Folie ab und beginnen Sie von vorne

Statische Elektrizität messen Schritt 16

Schritt 8. Hängen Sie die Foliendreiecke an die Biegung der Stange

Drapieren Sie die Foliendreiecke über den Stab, sodass sie fast aneinander hängen. Schrauben Sie den Deckel auf das Glas und achten Sie darauf, dass Sie dabei die Foliendreiecke nicht von der Stange stoßen. Halten Sie das Elektroskop aufrecht.

Wenn die Dreiecke abfallen, schrauben Sie einfach den Deckel ab und positionieren Sie sie neu

Statische Elektrizität messen Schritt 17

Schritt 9. Beobachten Sie Ihr Gerät in Aktion

Reiben Sie einen Ballon über Ihr Haar und platzieren Sie ihn in der Nähe der Kugel oben auf Ihrem Elektroskop. Sie sollten sehen, dass sich die Dreiecke voneinander entfernen. Wenn das Gerät mit statischer Elektrizität in Kontakt kommt, haben die beiden Dreiecke entgegengesetzte Ladungen und bewegen sich aufeinander zu. Wenn keine statische Elektrizität vorhanden ist, sitzen die Dreiecke nahe beieinander.

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