Desesperadamente Necesitan Ayuda con Grado 9 de la Electricidad Estática

Question

Me estoy preparando para enseñar el Grado 9 de la Electricidad Estática la próxima semana y estoy volviendo loco tratando de averiguar lo que está sucediendo en uno de mis experimentos. Tengo una pieza de tubo de PVC de 4 pulgadas de diámetro, y yo se lo frota con lana de carga negativamente. Yo puedo observar excelente repulsión cuando yo lo toque con mi papel de aluminio bits (colgando de un hilo). Aquí está el problema: estoy sosteniendo hacia abajo el tubo de PVC sobre una base de madera con dos de latón chapado en madera tornillos, y estos tornillos de alguna manera de recoger una cantidad INSANA de carga positiva, incluso cuando estoy mucho cuidado de no tocar con la lana. El papel de aluminio de bits es fuertemente atraído por los tornillos, y cuando toca a ellos rebota más violentamente de lo que yo he visto en ninguno de mis otros experimentos de electricidad estática.

¿Alguien puede explicar lo que yo estoy viendo?

Answer 1

Me imagino que los tornillos están secretamente a tierra a través de un oculto camino conductor en el interior del bloque de madera y la mesa. Tal vez la tabla está húmeda, tal vez hay alambres de metal en el interior del bloque, no sé la configuración exacta, pero creo que hay algo de conexión de tierra de la ruta. Esto significa que se quedan a potencial cero, no importa lo que hagas para el PVC. Así que cuando la carga del tubo de PVC, los tornillos de acumular una gran cantidad de carga para mantener su potencial cero en el tubo de fondo.

La inducida por la carga en tierra tornillos es mucho más grande que la polarización inducida en aislados de los tornillos, y la pointiness del tornillo dará lugar a enormes campos locales cerca de ellos, y le explicará su observación. Si este es el caso, poniendo grandes libros debajo del bloque de tierra de los tornillos.

Para esta explicación para el trabajo, los tornillos no tienen que estar completamente conectado a tierra. Es suficiente si usted tiene los tornillos de ir todo el camino a través de la madera, y el resto del bloque, de manera que los tornillos que toque una mesa metálica. En este caso, el metal va a actuar como un no-tan-infinito suelo, y se carga de suministro para la semi-tierra tornillos. Usted puede solucionar este problema mediante el montaje del bloque en la parte superior de un seco libro.

Para probar cualquiera de estas explicaciones, sólo se puede sostener el bloque de sí mismo sin necesidad de tocar los tornillos, y frotar, y ver si usted todavía obtener la carga grande sobre el tornillo.

Answer 2

Gran pregunta. Si puede descartar la posibilidad de magnetismo (basado en el material de la lámina y el material del tornillo de debajo de las placas de bronce, o mediante la demostración de que no existe fuerza en el papel de aluminio cuando la tubería de PVC no se cobra), están viendo el efecto de la inducida por la carga eléctrica de los tornillos. Son eléctricamente neutros en general, y cuando están rodeados por la carga negativa de la tubería de PVC, los electrones en el tornillo son repelidos ligeramente hacia el interior de la superficie, dejando la carga positiva en la superficie. Esto se llama polarización. La resultante de las fuerzas eléctricas que están fuertemente concentradas cerca de el tornillo, y ya que la lámina es de carga negativa, es atraído al tornillo.

¿Por qué el papel de aluminio de rebote cuando entra en contacto con el tornillo? Los electrones de la lámina son atraídos a la tuerca, y algunos de esos electrones fluyen sobre el tornillo en el punto de contacto. A continuación, tiene un leve positivo papel de aluminio, que es repelido por el tornillo.

Usted puede probar esta explicación: La lámina debe ser cargada positivamente después de rebotar en el tornillo y, a continuación, debe ser atraídos a la carga negativa de la tubería.