Electricitatea statica


Electroscopul


Pentru a verifica usor daca un corp este incarcat electric, Gilbert a inventat "compasul electric". In acelasi scop poate fi utilizat si "pendulul electric". Astfel de instrumente care sunt capabile sa detecteze sarcina electrica cu care un corp este incarcat sunt numite electroscoape.

 
 

Folosind respingerea reciproca a sarcinilor de acelasi fel, fizicienii au construit doua instrumente mai sensibile decit cele amintite mai sus: electroscopul cu bobite (la inceput din maduva de copac) si electroscopul cu foite de metal. Sarcina ajunsa pe electroscop se distribuia pe bobite (sau foite) care, fiind incarcate cu sarcina de acelasi fel, se resping intre ele. Unghiul deviatiei este o indicatie a gradului de incarcare. Pentru ca sarcina de pe electroscop sa nu se scurga la pamint, partea metalica de care sunt suspendate bobitele (sau foitele) este trecuta printr-un "dop" dintr-un izolator foarte bun. Vasul de sticla opreste curentii de aer care ar perturba electroscopul.

 

 

Un electroscop cu foite de aluminiu poate fi construit simplu, ca in filmul ce urmeaza. El va fi, insa, mai putin sensibil decit cele profesionale.


Stim azi sa construim electroscoape electronice, care sunt inca si mai sensibile decit electroscopul cu foite. Am vazut ca sarcinile electrice sunt de doua tipuri. Electroscoapele electronice pot identifica imediat si tipul sarcinii detectate. Un astfel de electroscop, foarte potrivit pentru experimente demonstrative, a fost propus de autorul acestui site. Pentru ca este destinat detectarii sarcinii electrice de la distanta (fara contact cu corpul electrizat), acest adulmecator de sarcini electrice a fost numit in limba engleza "sniffer".

 


Un corp electrizat oscileaza in fata sniffer-ului
 

Spre deosebire de alte electroscoape, sniffer-ul nu detecteaza decit sarcinile din fata "nasului" sau, fiind insensibil, de exemplu, la un corp electrizat plasat lateral. Tipul sarcinii detectate este semnalizat prin aprinderea fie a unor LED-uri rosii, fie a unor LED-uri albastre. De aceea, pentru moment, cele doua tipuri de sarcina electrica vor fi numite sarcina "rosie" si, respectiv, sarcina "albastra". Cu cit corpul din fata sniffer-ului este mai puternic incarcat sau mai apropiat de acesta, cu atit actiunea sarcinii electrice este mai puternica si mai multe LED-uri sunt aprinse.

Inarmati cu sniffer-ul, putem sa reluam experimentele cu benzile de teflon si acetat. Urmariti filmul pe care l-am realizat.

Am vazut ca benzile de acetat sunt incarcate cu sarcina "rosie" in timp ce benzile de teflon sunt incarcate cu sarcina "albastra". Reformulam acum afirmatiile in legatura cu tipurile de sarcina: exista doua (si numai doua) tipuri de sarcini electrice, pe care le numim momentan "rosii" si "albastre". Sarcinile "rosii" se resping intre ele, sarcinile "albastre" se resping intre ele, sarcinile "rosii" se atrag reciproc cu sarcinile "albastre". In concluzie, sarcinile de acelasi tip se resping intre ele, sarcinile de tipuri diferite se atrag.

  Foloseste simulari cu calculatorul, ca sa intelegi mai bine 
Aici veti gasi simlarea interactiunii intre doua sarcini electrice.


Puteti alege intre cele trei variante posibile: ambele sarcini "rosii", ambele sarcini "albastre" si o sarcina "rosie" si una "albastra". Sagetile arata fortele asupra fiecarei sarcini. Deplasati cu mouse-ul sarcinile si urmariti cum se schimba fortele.

Ce se intimpla cind sunt prezente mai mult de doua sarcini? Descarcati si lansati aplicatia de mai jos.


Dezactivati toate optiunile din meniul din dreapta. Alegeti o sarcina rosie din containerul ce se afla in coltul din dreapta sus (apasind butonul din stinga al mouse-ului) si trageti-o in spatiul de lucru din stinga. Prin acelasi procedeu puteti, ulterior, sa ii modificati pozitia. Senzorii din al treilea container (colorati in galben) sunt incarcati cu sarcina rosie. Puneti un senzor in spatiul de lucru si vedeti daca forta asupra senzorului este de atractie sau de respingere. Pentru a nu incarca figura, doar fortele asupra senzorului sunt desenate. Aduceti apoi, in spatiul de lucru, o sarcina albastra, departe de sarcina rosie. Veniti cu senzorul linga sarcina albastra si vedeti daca acesta este atras sau respins. Nu uitati ca senzorul este incarcat cu sarcina rosie.
  Verifica ce ai inteles 
La aceasta adresa este simulata interactia intre cinci sarcini al caror tip nu este cunoscut.

Pozitia fiecareia poate fi modificata prin selectare si tragere cu mouse-ul iar sagetile arata forta totala asupra fiecarei sarcini. Dupa directia fortelor, puteti sa spuneti care dintre variantele de mai jos este cea corecta ?
  1. Toate sarcinile sunt de acelasi tip.
  2. Patru sarcini sunt de acelasi tip, cea de-a cincea este de tipul celalalt.
  3. Trei sarcini sunt de acelasi tip, celalate doua sunt de tipul celalalt.