Electricitat estàtica

Menú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


        A Grècia, fa uns dos mil cinc-cents anys, veieren que fregant una resina fòssil, l’àmbar, adquiria la propietat d’atreure petits objectes, com a plomes, fils etc...
        Va haver de passar molt de temps abans que es arribes a tenir importància aquesta propietat anomenada en grec "elektron".
        Avui en dia aquesta propietat ens resulta del tot coneguda i l’estudiem a l’electrostàtica.
        Mostrarem un aparell anomenat electroscopi.

        Tan sols ens fan falta un suport aïllat i una trinxa de paper d’estrany.
        Dobleguem la làmina per la meitat y la muntarem en el suport mitjançant un aïllador.
        A continuació hem de preparar el suport que consta d’una base i una vara metàl·lica amb diversos punts de subjecció

       Amb l’electroscopi es pot comprovar l’existència d’una càrrega elèctrica que és capaç d’acumular-se a les làmines de paper d'estany. Com les dues làmines així carregades tenen el mateix signe es rebutgen.
     Ara carregarem les làmines fregant una barra d’ebonita amb un troc de pell. Apropem la barra que ara es troba carregada fins a tocar el pern que suporta la trinxa d’estrany. Observem com les làmines es separen.

        Si toquem el pern amb el dit, veurem com les làmines tornen a caure.
        Per aconseguir càrregues més grosses emprarem l’electròfor.
        Aquest aparell consta de un disc metàl·lic subjecte amb una mànega aïllant i una làmina de plàstic.
        En el gràfic es pot veure la distribució de les càrregues de l’electròfor i la làmina. El fet de tocar amb el dit la cara superior del disc fa que les càrregues negatives passin a través del cos fins a terra. El disc ha quedat carregat positivament
        Primerament fregarem la làmina de plàstic amb la pell. Després col·locarem el disc aïllat a sobre i a continuació tocarem el disc amb el dit. Ara tan sols hem d’apropar el disc a l’electroscopi i veurem com les làmines es separen.
        Podem aconseguir càrregues més grosses repetint el procés.


       

 Ara repetirem aquestes experiències emprant un electròmetre. L’electròmetre en permetrà fer una mida més quantitativa de la càrrega elèctrica.

        El fonament és senzill. Es basa en el fet que dos cossos amb càrrega del mateix signe es rebutgen. El suport i la vareta que serveix d’agulla es van carregant amb càrrega del mateix signe. Es per aquest motiu que l’agulla es separarà més quan més forta sigui la càrrega que hi ha entre elles.
     Primerament carregarem l’electròfor. Després l’hem d’apropar a l’electròmetre y comprovarem com l’agulla es desvia.
         Podem augmentar aquesta càrrega repetint un parell de  vegades la mateixa operació.

        Abans de res farem notar que per aconseguir la càrrega d’un electròmetre no fa falta que hi hagi un contacte físic entre ell i l’electròfor. Tan sols basta apropar-li. Això ens demostra que un cos es por carregar per inducció electrostàtica

.        Per aconseguir càrregues més grosses podem emprar el generador de Van der Graaf. Com es pot veure la desviació de l’agulla es superior a la aconseguida mitjançant l’electròfor.
        La magnitud de la força d’interacció entre dos cossos amb càrrega elèctrica depèn de la separació i de la magnitud de les càrregues.
        Per aquesta experiència hem penjat una petita esfera que es troba a una determinada distància d’una altra. Si les carreguem es produeix una repulsió y la separació augmenta.
    Si apuntem les dades a un quadre tindrem que les esferes es troben a 10 unitats. Això vol dir restat que s’han desplaçat cinc unitats.

        Repetirem l’experiència partint de dues esferes que es troben mes allunyades. En aquest cas veurem con el desplaçament és més petit.
        Apuntarem les dades al nostre quadre. Les esferes disten 14 unitats que corresponen a un desplaçament de 4 unitats.
        Ara les esferes es troben molt juntes. En aquest cas comprovem com d’interacció es major. Afegirem al nostre quadre les noves dades. Les esferes es troben a 8.5. amb un desplaçament de 6 unitats.

         El generador de Van der Graaf, es capaç de produir diferències de potencial de milions de volts.
         Està format per una esfera metàl·lica muntada damunt una columna aïllant.
         Mitjançant una corretja sense fi que gira mercè un motor aconseguim que les càrregues que es produeixen a l’enreixat inferior siguin transportades i emmagatzemades a l’esfera superior.
         Dins l’esfera es troba una altra pinta que cedeix càrregues positives, per tal de neutralitzar les transportades per la cinta. D’aquesta sort l’esfera es carrega negativament.

     Connectarem un terminal a la base i engegarem el motor. Poc a poc l’esfera es carregarà. Si li apropem el terminal veiem com es produeixen una sèrie d’arcs.
     Podem comprovar la càrrega de l’esfera col·locant a la part superior una sèrie de trinxes de cel·lofana. La càrrega farà que es separin.

        Ara veurem com les càrregues es disposen a la superfície.
        Disposarem dos parells de bolles de medul·la de saüc. Un dintre un tancat metàl·lic i l’altre a l’exterior.
        Com es pot veure el parell que es troba fora i degut a l’electrificació se separa, mentre que no es pot apreciar cap moviment al que es troba dins.
    Per comprovar la càrrega del generador podem connectar a la part superior una mena de timbre. Per tal de fer-lo sonar hem d’apropar o bé connectar el cable que ve de la massa a qualsevol de les campanetes. La diferència de càrregues farà que la bolleta metàl·lica s’apropi fins a tocar. Ara les dues tenen el mateix signe i es produeix una repulsió. El procés continua i el nostre timbre electrostàtic sona.
            Finalment veurem com les càrregues tenen tendència a escapar-se per les puntes. Disposarem el molinet damunt l’esfera i observarem com aquest es posa en moviment.
    Si li apropem el terminal les càrregues boten en forma d’arc i la velocitat del molinet augmenta.
     Per acabar aquesta sèrie d’experiències amb electricitat estàtica col·locarem una persona sobre un suport aïllant i li direm que toqui l’esfera del generador.
    Una vegada aquest es posa en funcionament les càrregues passaran a la persona que es carregarà.
    Si observem els cabells veurem com poc a poc s’aixequen. Si continuem l’experiència aconseguim resultats sorprenents.


        Cal recordar que totes les experiències que puguem fer amb electricitat estàtica han de realitzar-se amb una atmosfera com més seca millor, ja que d’humitat facilita la fugida de càrregues elèctriques.
    Es recomana tenir prop una bombeta de rajos infrarojos.
    Les descàrregues del "Generador de  Van der Graaf" són inofensives, i qualsevol experiència que realitzem amb ell es pot fer sense prendre mesures especials de seguretat.
    Podem produir descàrregues entre una persona carregada i un altra que es trobi sense càrrega fora la plataforma aïllada.

    També és possible encendre un tub fluorescent dels que emprem per il·luminar les nostres cases, fent que una persona carregada agafi un extrem i toqui a terra amb l’altre.
    Emperò aquestes experiències les podrem veure en el proper muntatge.
    Aquest gràfic del Generador de Van der Graaf ens mostra el transport de les càrregues i com s’acumulen a l’esfera superior.