L'elettricità statica è lo squilibrio di cariche negative e positive sulla superficie di un oggetto. Può essere facilmente visibile, ad esempio quando si vede una scintilla dopo aver toccato una maniglia di metallo. Tuttavia, la misurazione fisica dell'elettricità statica è un processo molto più complesso. Quando impari a misurare l'elettricità statica, stai fondamentalmente misurando la superficie di un particolare oggetto.
Passi
Metodo 1 di 2: misurazione della carica statica di materiali diversi
Passaggio 1. Raccogli i materiali
Per questo esperimento avrai bisogno di una piccola piastra di rame, una connessione a terra, cavi di collegamento con morsetti a coccodrillo, carta bianca, forbici, un righello, un palloncino, capelli, una maglietta di cotone, una maglietta di poliestere, un tappeto e un piastrelle di ceramica. Questo esperimento metterà alla prova la quantità relativa di elettricità statica in un oggetto.
- Una piccola lastra di rame può essere acquistata in modo relativamente economico online o in un negozio di ferramenta.
- La connessione a terra e il cavo del ponticello a coccodrillo dovranno essere acquistati presso un negozio di ferramenta o di elettronica.
Passaggio 2. Collegare la piastra di rame alla connessione a terra con il ponticello
Prendi un'estremità della clip a coccodrillo e collegala alla connessione a terra. Attacca l'altra clip a coccodrillo alla piastra di rame. Non importa dove è posizionata la clip, solo in modo che sia collegata al filo di messa a terra.
Toccando un oggetto sulla piastra si rimuove l'eventuale elettricità statica residua che un oggetto potrebbe avere
Passaggio 3. Tagliare il foglio di carta in 100 pezzi quadrati 5 mm x 5 mm
Usando un righello, misura 5 millimetri per 5 millimetri quadrati e ritagliali. Cerca di tagliarli il più vicino possibile alla stessa dimensione. Questo processo sarà più accurato e più veloce se hai accesso a una taglierina.
- Rimuovere l'eventuale elettricità statica residua nella carta posizionandole sulla piastra di rame.
- Dopo aver rimosso qualsiasi elettricità statica residua, metti i pezzi di carta su un vassoio piatto per il resto dell'esperimento.
Passaggio 4. Gonfia il palloncino
Gonfia il palloncino in una dimensione medio-grande. La dimensione non è importante finché usi lo stesso palloncino per ogni materiale. Se fai scoppiare il palloncino durante uno dei test, dovrai gonfiare un nuovo palloncino e iniziare dall'inizio per mantenere la coerenza durante l'esperimento.
Scarica il palloncino di qualsiasi elettricità statica persistente facendolo rotolare sulla piastra di rame
Passaggio 5. Strofinare il palloncino 5 volte sulla superficie di un materiale
Innanzitutto, scegli il materiale di cui vuoi misurare la carica statica. Alcuni buoni materiali da testare sono capelli, moquette, una maglietta di cotone, una maglietta di poliestere e una piastrella di ceramica.
Strofina il palloncino nella stessa direzione ogni volta sulla superficie del materiale
Passaggio 6. Posiziona il palloncino sui pezzi di carta tagliati
Quando il palloncino viene sfregato sulle superfici, verrà caricato con quantità variabili di elettricità statica. Quando posizioni il palloncino nella carta, i pezzi si attaccheranno in base alla quantità di elettricità statica che il palloncino contiene.
Evita di far rotolare il palloncino attorno alla pila di carta, appoggialo sopra e guarda quanti pezzi si attaccano
Passaggio 7. Conta e registra il numero di pezzi di carta attaccati al palloncino
Stacca i pezzi di carta dal palloncino e contali mentre li fai. Materiali diversi porteranno a più o meno pezzi che si attaccano. Ripetere la procedura con i vari materiali diversi per vedere come differiscono.
Assicurati di scaricare la carta e il palloncino prima di ricominciare
Passaggio 8. Confronta i risultati dei diversi materiali
Guarda le informazioni che hai registrato e confronta quanti pezzi di carta si attaccano al palloncino dopo essere stati strofinati sui vari materiali. Quando più pezzi di carta si attaccano al palloncino, indica che il materiale ha una carica statica maggiore.
- Guarda l'elenco e scopri quali materiali hanno fatto sì che il palloncino attraesse più carta. I capelli hanno molta elettricità statica e probabilmente hanno fatto attaccare la maggior parte dei pezzi di carta.
- Sebbene questo metodo non ti dica la quantità esatta di elettricità statica di un oggetto, ti permette di vedere le quantità relative di elettricità statica che il materiale contiene.
Metodo 2 di 2: misurazione con un elettroscopio fatto in casa
Passaggio 1. Raccogli i materiali
Un elettroscopio è un dispositivo in grado di rilevare l'elettricità statica utilizzando sottili pezzi di metallo che si separano in presenza di una carica elettrica. Puoi costruire un elettroscopio molto semplice usando pochi semplici oggetti domestici. Avrai bisogno di un barattolo di vetro con un coperchio di plastica, un foglio di alluminio e un trapano.
Passaggio 2. Crea una palla di alluminio
Taglia un foglio di alluminio di circa 10 pollici per 10 pollici. Le dimensioni esatte del pezzo di pellicola non sono importanti. Accartocciare il foglio di alluminio in una sfera. Cerca di mantenere la palla il più rotonda possibile.
La dimensione della palla dovrebbe essere di circa 2 pollici di diametro. Ancora una volta, le dimensioni esatte non sono importanti, ma non vuoi che la palla sia troppo grande o troppo piccola
Passaggio 3. Attorcigliare un'asta di alluminio
Prendi un altro foglio di carta stagnola e attorciglialo a forma di bastoncino un po' meno della lunghezza del tuo barattolo. Vuoi che l'asta di alluminio sia a circa 3 pollici sopra il fondo del barattolo e sporga di circa 4 pollici sopra la parte superiore del barattolo.
Passaggio 4. Attacca la palla all'asta avvolgendo la pellicola attorno a entrambe e ruotandola insieme
Usando un altro foglio di alluminio, unisci la palla e l'asta e avvolgi il foglio più grande attorno a entrambi i pezzi. Avvolgi la pellicola attorno all'asta per fissare tutto saldamente in posizione.
Passaggio 5. Praticare un foro nel coperchio di plastica del barattolo
Usando un trapano, pratica un foro al centro del coperchio abbastanza grande da consentire il passaggio dell'asta di alluminio. Se non hai un trapano a portata di mano, puoi usare un martello e un chiodo per praticare un foro attraverso il coperchio.
Prestare attenzione con il trapano o il martello. Si consiglia la supervisione di un adulto
Passaggio 6. Fissare l'asta/sfera di alluminio al coperchio
Fai scorrere l'asta di alluminio attraverso il foro nel coperchio con la sfera di alluminio che fuoriesce dall'estremità superiore del coperchio. Nastro l'asta in posizione dal basso e dall'alto. A mezzo pollice dalla parte inferiore dell'asta, fai una curva a 90° (ad angolo retto).
Passaggio 7. Ritagliare una forma triangolare da un foglio piegato
Ritaglia un pezzo di pellicola di circa 6 pollici per 3 pollici. Piega il foglio nel senso della lunghezza in modo che ora sia un quadrato di 3 pollici per 3. Ritaglia una forma triangolare, con la punta del triangolo che raggiunge quasi l'età piegata. Lascia i triangoli attaccati nel punto non tagliando fino alla piega. Quando hai finito di tagliare dovresti avere due triangoli collegati da un po' di pellicola nella parte superiore.
Se tagli la piega, taglia un nuovo pezzo di carta stagnola e ricomincia
Passaggio 8. Appendi i triangoli di alluminio sulla curva dell'asta
Appoggia i triangoli di alluminio sull'asta in modo che pendano quasi a toccarsi. Avvita il coperchio sul barattolo, facendo attenzione a non far cadere i triangoli di alluminio dall'asta mentre fai. Tenere l'elettroscopio in posizione verticale.
Se i triangoli cadono, svita semplicemente il coperchio e riposizionali
Passaggio 9. Osserva il tuo dispositivo in azione
Strofina un palloncino contro i tuoi capelli e posizionalo vicino alla sfera nella parte superiore del tuo elettroscopio. Dovresti vedere i triangoli allontanarsi l'uno dall'altro. Quando il dispositivo entra in contatto con l'elettricità statica, i due triangoli avranno cariche opposte e si muoveranno l'uno verso l'altro. Quando non c'è elettricità statica, i triangoli si siederanno vicini l'uno all'altro.