Устройство, принцип действия и назначение электроскопа

Электроскоп — это устройство, позволяющее определять величину электрического поля любого тела. В основу принципа его работы положен физический закон отталкивания частиц, имеющих одинаковый заряд (положительный или отрицательный). Назначение прибора состоит в том, чтобы по амплитуде отклонения элементов или стрелки фиксировать присутствие электромагнитного поля и вычислять его значение.

Оглавление:

• История появления
• Самостоятельное создание
• Принцип работы
• Усложненное оборудование
• Современные электронные приборы

Электроскоп — это устройство, позволяющее определять величину электрического поля любого тела. В основу принципа его работы положен физический закон отталкивания частиц, имеющих одинаковый заряд (положительный или отрицательный). Назначение прибора состоит в том, чтобы по амплитуде отклонения элементов или стрелки фиксировать присутствие электромагнитного поля и вычислять его значение.

История появления

Первым человеком, который изобрел электроскоп, был физик Уильям Гилберт. Об этом он в XVII веке изложил в своем докладе, где описал работу прибора. Этот же ученый основал теорию электромагнетизма и научился ставить опыты с электрической энергией.

Аппарат, который он изобрел, назывался версориум. Внешне он напоминал компас. Вращающаяся на пьедестале намагниченная игла имела на одном конце положительный заряд, а на другом — отрицательный. Это достигалось благодаря возникающим импульсам электромагнитной индукции. Присутствие заряда у исследуемого предмета доказывала стрелка. Какой ее конец был ближе к телу, тот отталкивался или притягивался к нему.

В 1783 году итальянец Алессандро Вольта создал уже более совершенный прибор, который носил название электрометр.

Лучший аппарат для того времени изготовил Иоганн Готтлиб, математик из Германии. Дошедший до нашего времени рисунок этого прибора напоминает образ современного устройства.

Самостоятельное создание

Измерить заряд любого тела можно при помощи самодельного электроскопа.

Чтобы изготовить его в домашних условиях, нужно подготовить материалы:

1. Полоски фольги или папирусной бумаги.
2. Медную проволоку длиной 20 см.
3. Любой стеклянный сосуд.
4. Резиновую пробку.

Имея эти материалы, можно приступать к сборке. Изготавливается прибор по следующей схеме:

1. В резиновой пробке шилом проделывается отверстие, сквозь которое пропускается медная проволока. Важно, чтобы она плотно прилегала к резине. В случае необходимости медь уплотняется скотчем. При этом нижний конец проволоки должен быть длиннее верхнего.
2. Снизу проволока с помощью плоскогубцев загибается в виде крючка. Внешне нужно, чтобы он напоминал букву W.
3. На нижние точки полученного крючка надеваются полоски фольги или папирусной бумаги.
4. Резиновая крышка плотно надевается на стеклянную колбу.

Для удобства работы с прибором на верхнюю часть медной проволоки устанавливается пластиковый шарик, обернутый в металлическую фольгу.

Принцип работы

Чтобы начать работать с электроскопом, его нужно установить на пол или стол. После этого можно начинать вести измерение заряда любого предмета. Порядок действий следующий:

1. Самый простой способ проверки работы прибора — поднести к шарику ладонь. Пластинки будут слегка отклоняться друг от друга. Это доказывает, что человеческое тело обладает способностью к накоплению и распределению заряда.
2. Если же взять предмет и зарядить его путем трения о шерстяную материю, а потом поднести к шарику, то результат будет более наглядным. Лепестки разойдутся в разные стороны на большое расстояние.

Таким способом можно измерять заряд разных предметов.

Усложненное оборудование

Электрометр относится к усложненному оборудованию. Отличается он от электроскопа тем, что вместо проволоки в металлический корпус опускается медный стержень. С двух сторон емкости располагаются стекла. К медному стержню крепится стрелка. В корпусе имеется шкала делений. Отклонение стрелки указывает, какова величина заряда измеряемого тела.

Принцип действия электрометра такой же, как и у электроскопа. К расположенному в верхней части металлическому шарику подносится заряженный предмет. Величина заряда передается через стержень на стрелку, которая и совершает свое отклонение. Используя этот аппарат, можно изучать электростатические явления.

Современные электронные приборы

Современные электрометры представляют собой электронные приборы, состоящие из усилителя и транзисторов. С помощью усилителя ведется увеличение тока. В результате улучшается процедура измерения. В качестве питания используется высоковольтный источник.

Результаты полученных данных высвечиваются на дисплее. Это позволяет пользователю просматривать и анализировать их.

Для домашних условий не нужно иметь такой прибор. Чтобы определить заряд любого предмета, можно использовать аппарат самодельной конструкции. Работа с ним простая и не требует квалификации.