Στατικός ηλεκτρισμόςΡεσβάνη Βασιλική

Εκπαιδευτικός στο 6ο Δημοτικό Σχολείο Πατρών

Στην παρουσίαση αυτή θα βρείτε πειράματα στατικού ηλεκτρισμού τα οποία μπορούν να γίνουν ακολουθώντας τα βήματα ακόμη και από τους μαθητές μας στο σχολείο.

ΗλεκτρισμόςΟ ηλεκτρισμός θεωρείται ως η πιο «καθαρή» και αποδοτική μορφή ενέργειας.

Πρόκειται για ροή ενέργειας μέσα στην ύλη ή μεταξύ δύο σωμάτων.

Πολλά καθημερινά φαινόμενα (αστραπές, στατικός ηλεκτρισμός είναι ηλεκτρικά).

Β. φραγκλίνος: (16ο αιώνας)Πολλά σώματα που δεν ηλεκτρίζονται με τριβή, μπορούν ναηλεκτριστούν αν τα φέρουμε σε επαφή με άλλο ηλεκτρισμένο σώμα αν ονωθύν με κατάλληλη ύλη. Π΄ρωτη συσκευή παραγωγής ηλ. Ρεύματος =>1800 από τον Βόλτα =βολταική στήλη.

Τι είναι στατικός ηλεκτρισμός;

Στατικός ηλεκτρισμός

Στατικός ηλεκτρισμός δημιουργείται κάθε φορά που δύο ανομοιογενή υλικά έρχονται σε επαφή και στη συνέχεια διαχωρίζονται. Λόγω της μεταξύ τους τριβής ηλεκτρόνια μεταπηδούν από το ένα υλικό στο άλλο, με αποτέλεσμα το υλικό που χάνει ηλεκτρόνια να φορτίζεται θετικά ενώ το άλλο να φορτίζεται αρνητικά. Ετσι δημιουργούνται θετικά και αρνητικά φορτία, παρόλο που το συνολικό φορτίο δεν αλλάζει.

Στατικός ηλεκτρισμός

Αιτία Μέσο 1

Επαφή –απομάκρυνση 2 υλικών

Τριβή, περπάτημα

Ταχεία μεταφορά θερμότητας

Υλικό σε κλίβανο

Δοκιμασίες κοπής Κοπή φύλλων

Ακτινοβολία υψηλής ενέργειας

UV ,ακτίνες –Χ Έντονα μαγνητικά πεδία

Επαγωγή Παρουσία σε ηλ.πεδίο που έχει δημιουργηθεί από στατικό ηλεκτρισμό

Πείραμα πρώτοΦόρτιση ενός μπαλονιού

Υλικάπλαστικό μπαλόνιμάλλινο ύφασμα ή γούνα

Παρουσίαση -Εξήγηση

Το μπαλόνι είναι ένα θαυμάσιο παράδειγμα για τα παιδιά. Παίρνουμε ένα μπαλόνι, το φουσκώνουμε και μετά το δένουμε. Αφού το τρίψουμε σε μάλλινο ύφασμα διαπιστώνουμε ότι αυτό κολλάει στον τοίχο, στον ώμο μας, στο τραπέζι.

Η εξήγηση για αυτή την αντίδραση είναι ότι με την τριβή στο μάλλινο ύφασμα μεταφέρονται κάποια από τα ελεύθερα ηλεκτρόνια από το μάλλινο ύφασμα στο μπαλόνι.

Με το μπαλόνι μπορούμε να δοκιμάσουμε και κάτι άλλο. Τρίβουμε καλά το μπαλόνι και το τοποθετούμε κοντά στο αυτί μας. Θα ακούσουμε κάποιους ήχους που προκαλεί ο στατικός ηλεκτρισμός. Αυτός ο ήχος προκαλείται από την αλληλεπίδραση με το σώμα μας.

Φορτίζουμε ένα χαρτί

Παρουσίαση -Εξήγηση

Κρατάμε το χαρτί στον τοίχο με το ένα χέρι και με το άλλο το τρίβουμε με ένα μάλλινο ύφασμα. Με την τριβή θα φορτίσουμε το χαρτί και θα κολήσει στον τοίχο. Η εξήγηση σε αυτό είναι η ακόλουθη. Δημιουργείται έλξη μεταξύ του φορτισμένου χαρτιού και του ουδέτερα φορτισμένου τοίχου. Μια ξηρή μέρα μπορεί το χαρτί να είναι κολλημένο για κάποιες ώρες στον τοίχο.

Παίρνοντας το χαρτί μακριά από τον τοίχο μπορούμε να ακούσουμε τον ήχο τριξίματος από τους σπινθήρεςπου πετούν από το φορτισμένο χαρτί προς τον τοίχο. Το χαρτί παραμένει φορτισμένο και αν το τοποθετήσουμε σε άλλο σημείο σε μία πόρταή παράθυρο, θα ξανακολήσιε. Αν το κρατήσουμε κον΄τα στο πρόσωπό μας θα νιώσουμε και πάλι μία αίσθηση γαργαλήματος.

Τα υλικά που μπορεί κανείς να χτησιμοποιήσει για να φορτίσει το χαρτί είναι: μάλλινο ύφασμα, γούνα, ναιλον, σελοφάν.

Το υπάκουο μπαλάκι πινγκ

πονγκ

Παρουσίαση- Εξήγηση

Τοποθετούμε μια μπάλα του πινγκ πονγκ σε ένα ομαλό, επίπεδο τραπέζι, έτσι ώστε να μπορεί να κυλήσει ελέυθερα σε κάθε κατάυθυνση. Μετά τρίβουμε τη χτένα κοφτά με ένα μάλλινο ύφασμα έτσι ώστε να πάρει μια καλή φόρτιση. Φέρνουμε τη χτένα κοντά στο μπαλάκι του πινγκ πονγκ και κοίταμε τι θα συμβεί. Το μπαλάκι που δεν είναι φορτισμένο έλκεται από τη φορτισμένη χτένα και αρχίζει να περιστρέφεται.

Όταν συμβεί αυτό, δεν πρέπει να ακουμπήσουμε τη χτένα στο μπαλάκι αλλά αντίθετα απομάκρυνέ την και θα δείς τη μπάλα να ακολουθεί υπάκουα γύρω από το τραπέζι. Για καλύτερα αποτελέσματα πλησίασε το μπαλάκι με τη φλατ μεριά της χτένας και να είσαι έτοιμος να την μετακινήσεις όταν δεις τη μπάλα να στροβιλίζεται.

Περιστρεφόμενη αράχνη

υλικά ένα μικρό κομμάτι εφημερίδαψαλίδικομάτι από πλαστικό

Παρουσίαση-Εξήγηση

Για αυτό το πείραμα θα χρειαστούμε ένα μικρό κομμάτι εφημερίδα σε μέγεθος 8-10 εκατοστά. Κόβουμε οκτώ μικρές λωρίδες όπως φαίνεται στην εικόνα . Αυτές οι 8 λωρίδες είναι τα πόδια της αράχνης και το υπόλοιπο κομμάτι που δεν κόψαμε είναι το σώμα. Κρατάμε το χαρτί στον τοίχο και το τρίβουμε για 10 φορε΄ς με φορά προς τα κάτω. Κρατώντας την αράχνη σρο σώμα, αφήνουμε τις λωρίδες και βλέπουμε να κινούνται πέρα δώθε.

Τι συμβαίνει εδώ; Η χάρτινη αράχνη έχει φορτιστεί από το πλαστικό. Όταν κάθε ένα έχει την ίδια φόρτιση απωθεί το άλλο όσο πιο μακριά μπορεί. Το πείραμα αυτό είναι επέκταση του πειράματος με τις δύο λωρίδες από εφημερίδα.

Πείραμα με φορτισμένους κόκκους

Υλικά

μία κρεμάστρα

δύο κόκκους από διογκωμένο ρύζι ή συτάρι ή 2 μπάλες από βαμβάκι

μάλλινο ύφασμα

αλουμινόχαρτο

χτένα

μετάξι, γυάλινη ράβδο

λεπτή μεταξωτή ή ναύλον κλωστή

ΠειράματαΛύγισε την κρεμάστρα έτσι ώστε να γίνει ένα ωραίο και βολικό στήριγμα για τις πειραματικές δραστηριότητες που θα ακολουθήσουν. Χρειαζόμαστε μικρά ελαφρά αντικείμενα. Δένεις έναν κόκο από διογκωμένο ρύζι σε κάθε άκρη της κλωστής. Τώρα καλύπτεις κάθε κόκο με αλουμινόχαρτο (Αυτό μπορεί να προέρχεται από μια τσίχλα στο ζεστό νερό για να διαχωρίσει το χαρτί από το φύλλο).

α) Τρίβω τη χτένα με μάλλινο ύφασμα ή ναύλον. Αυτό μεταφέρει τα ηλεκτρόνια από το μάλλινο ύφασμαστη χτένα και τοποθετεί ένα αρνητικό φορτίο στη χτένα. Άγγιξε τον κόκο με τη χτένα. Ο κόκος θα πάρει φορτίο και θα απομακρυνθεί όπως φαίνεται στην εικόνα.Όσο και αν προσπαθείς δεν θα μπορέσεις να το πλησιάσεις αν δεν πιάσεις πρώτα με τα δάκτυλά σου τη χτένα για να τη αποφορτίσεις.Μπορείς να φορτίσεις και πάλι τη χτένα και να ξανακάνεις το πείραμα.

Πειράματα β) Επανάλαβε το πείραμα χρησιμοποιώντας μία γυάλινη ράβδο ή ένα ποτήρι που το έχεις τρίψει με ένα μετάξι. Αυτό μεταφέρει κάποια ηλεκτρόνια από το γυαλί στο μετάξι και αφήνει το θετικό φορτίο στο γυαλί. Ακούμπα τον κόκκο με τη ράβδο. Αυτός φορτίζεται και απομακρύνεται και δεν πλησιάζει τη γυάλινη ράβδο ξανά αν δεν φύγουν τα φορτία από το χέρι. Πλησίασε το μετάξι που χρησιμοποίησες για να τρίψεις τη ράβδο κοντά στον κόκκο, και θα προσελκύσουν ο ένας τον άλλον.

γ) Φόρτισε τον κόκο από τη χτένα ξανά, αλλά αυτή τη φορά φέρε τη φορτισμένη ράβδο κον΄τα του. Κοίτα πως ο κόκος πλησιάζει τη γυάλινη ράβδο. Μετά φόρτισε τον κόκκο από τη ράβδο και φέρε τη φορτισμένη χτένα κοντά. Και πάλι υπάρχει έλξη μεταξύ τους.

Κάνουμε γενίκευση ότι τα αντικείμενα με ίδια φόρτιση απωθούνται ενώ με διαφορετική φόρτιση έλκονται.

δ) Κρέμασε δύο κόκκους από διογκωμένο ρύζι πάνω στον ορθοστάτη που έχουμε φτιάξει (με την κρεμάστρα), έτσι ώστε να ακουμπούν το ένα το άλλο. Φέρε τη φορτισμένη χτένα κοντά και ακούμπησε τα. Στην στιγμή αποκτά μία φόρτιση και θα απωθούνται όπως φάινεται στο σχήμα 3. Πάρε τη χτένα μακριά και θα δεις ότι οι δύο κόκκοι θα απωθηθούν μεταξύ τους. Και τα δύο θα αποκτήσουν την ίδια φόρτιση και θα απωθήσουν το ένα το άλλο.Ακούμπα έναν από τουες κόκκους με τα δάκτυλά σου για να διώξεις τη φόρτισή τους. Αυτό θα έλκεται από τον άλλο κόκκο και θα φορτίστεί και θα πάρει τη μισή φόρτιση. θα απωθηθούν και πάλι αλλά αυτή τη στιγμή οδιαχωρισμός δεν θα έιναι τόσο μεγάλος. Επανάλαβε το πείραμα με τη φορτισμένη ράβδο και δοκίμασε με διάφορα αντικείμενα φορτισμένα.

Ευχαριστώ πολύ!