Comment mesurer l'électricité statique?
Lorsque vous apprenez à mesurer l'électricité statique, vous mesurez essentiellement la surface d'un objet particulier.
L'électricité statique est le déséquilibre des charges négatives et positives à la surface d'un objet. Il peut être facilement visible, comme lorsqu'une étincelle est vue après avoir touché une poignée de porte en métal. Cependant, la mesure physique de l'électricité statique est un processus beaucoup plus complexe. Lorsque vous apprenez à mesurer l'électricité statique, vous mesurez essentiellement la surface d'un objet particulier.
Méthode 1 sur 2: mesure de la charge statique de différents matériaux
- 1Rassemblez vos matériaux. Pour cette expérience, vous aurez besoin d'une petite plaque de cuivre, d'une connexion à la terre, de fils de liaison avec des pinces crocodiles, de papier blanc, de ciseaux, d'une règle, d'un ballon, de cheveux, d'un t-shirt en coton, d'un t-shirt en polyester, d'un tapis et d'un carreaux de céramique. Cette expérience testera la quantité relative d'électricité statique dans un objet.
- Une petite plaque de cuivre peut être achetée à un prix relativement bas en ligne ou dans une quincaillerie.
- La connexion à la terre et le fil de connexion à pince crocodile devront être achetés dans une quincaillerie ou un magasin d'électronique.
- 2Fixez la plaque de cuivre à la connexion à la terre avec le fil de liaison. Prenez une extrémité de la pince crocodile et fixez-la à la prise de terre. Attachez l'autre pince crocodile à la plaque de cuivre. Peu importe où le clip est placé, juste pour qu'il soit connecté au fil de terre.
- Toucher un objet à la plaque supprime toute électricité statique résiduelle qu'un objet peut avoir.
- 3Coupez la feuille de papier en 100 morceaux carrés de 5 mm x 5 mm. À l'aide d'une règle, mesurez des carrés de 5 millimètres sur 5 millimètres et découpez-les. Essayez de les couper aussi près que possible de la même taille. Ce processus sera plus précis et ira plus vite si vous avez accès à un coupe-papier.
- Retirez toute électricité statique persistante dans le papier en les plaçant sur la plaque de cuivre.
- Après avoir éliminé toute statique résiduelle, placez les morceaux de papier sur un plateau plat pour le reste de l'expérience.
Les cheveux ont beaucoup d'électricité statique et auront probablement fait coller le plus de morceaux de papier. - 4Gonflez le ballon. Gonflez le ballon à une taille moyenne à grande. La taille n'est pas importante tant que vous utilisez le même ballon pour chaque matériau. Si vous faites éclater le ballon pendant l'un des tests, vous devrez gonfler un nouveau ballon et commencer par le début pour maintenir la cohérence pendant l'expérience.
- Déchargez le ballon de toute électricité statique persistante en le faisant rouler sur la plaque de cuivre.
- 5Frottez le ballon 5 fois sur la surface d'un matériau. Tout d'abord, choisissez le matériau dont vous souhaitez mesurer la charge statique. Certains bons matériaux à tester sont les cheveux, le tapis, un t-shirt en coton, un t-shirt en polyester et un carreau de céramique.
- Frottez le ballon dans la même direction à chaque fois sur la surface du matériau.
- 6Placez le ballon sur les morceaux de papier découpés. Au fur et à mesure que le ballon est frotté sur les surfaces, il sera chargé de différentes quantités d'électricité statique. Lorsque vous placez le ballon dans le papier, les morceaux vont coller en fonction de la quantité d'électricité statique que le ballon contient.
- Évitez de faire rouler le ballon autour de la pile de papier, placez-le simplement sur le dessus et voyez combien de morceaux collent.
- 7Comptez et notez le nombre de morceaux de papier collés au ballon. Décollez les morceaux de papier du ballon et comptez-les comme vous le faites. Des matériaux différents conduiront à plus ou moins de morceaux de collage. Répétez la procédure avec les différents matériaux pour voir en quoi ils diffèrent.
- Assurez-vous de décharger le papier et le ballon avant de recommencer.
- 8Comparez les résultats des différents matériaux. Regardez les informations que vous avez enregistrées et comparez le nombre de morceaux de papier collés au ballon après avoir été frottés sur les différents matériaux. Lorsque plus de morceaux de papier collent au ballon, cela indique que le matériau a une charge statique plus élevée.
- Regardez la liste et voyez quels matériaux ont fait que le ballon a attiré le plus de papier. Les cheveux ont beaucoup d'électricité statique et auront probablement fait coller le plus de morceaux de papier.
- Bien que cette méthode ne vous dise pas la quantité exacte d'électricité statique d'un objet, elle vous permet de voir les quantités relatives d'électricité statique que contient le matériau.
Lorsque vous placez le ballon dans le papier, les morceaux vont coller en fonction de la quantité d'électricité statique que le ballon contient.
Méthode 2 sur 2: mesurer avec un électroscope fait maison
- 1Rassemblez vos matériaux. Un électroscope est un appareil qui peut détecter l'électricité statique en utilisant de fines pièces métalliques qui se séparent en présence d'une charge électrique. Vous pouvez construire un électroscope très simple en utilisant quelques articles ménagers simples. Vous aurez besoin d'un bocal en verre avec un couvercle en plastique, d'une feuille d'aluminium et d'une perceuse.
- 2Faire une boule de papier d'aluminium. Découpez une feuille de papier d'aluminium d'environ 25 centimètres sur 25 centimètres. Les dimensions exactes du morceau de papier d'aluminium ne sont pas importantes. Froisser la feuille de papier d'aluminium en une sphère. Essayez de garder le ballon aussi rond que possible.
- La taille de la boule doit être d'environ 5 centimètres de diamètre. Encore une fois, les dimensions exactes ne sont pas importantes, mais vous ne voulez pas que la balle soit trop grosse ou trop petite.
- 3Twist ensemble une tige de papier d'aluminium. Prenez une autre feuille de papier d'aluminium et tordez-la en une forme de tige qui est un peu moins que la longueur de votre pot. Vous voulez que la tige en aluminium soit à environ 8 centimètres au-dessus du fond du pot et dépasse d'environ 10 centimètres au-dessus du haut du pot.
- 4Attachez la balle à la tige en enroulant du papier d'aluminium autour des deux et en les tordant ensemble. À l'aide d'une autre feuille de papier d'aluminium, placez la boule et la tige ensemble et enroulez la plus grande feuille autour des deux morceaux. Tournez la feuille autour de la tige pour tout fixer fermement en place.
- 5Percez un trou dans le couvercle en plastique du pot. À l'aide d'une perceuse, faites un trou au centre du couvercle suffisamment grand pour que la tige de papier d'aluminium puisse y glisser. Si vous n'avez pas de perceuse sous la main, vous pouvez utiliser un marteau et un clou pour percer un trou dans le couvercle.
- Soyez prudent avec la perceuse ou le marteau. La surveillance d'un adulte est recommandée.
Bien que cette méthode ne vous dise pas la quantité exacte d'électricité statique d'un objet, elle vous permet de voir les quantités relatives d'électricité statique que contient le matériau. - 6Fixez la tige/sphère en aluminium au couvercle. Faites glisser la tige en aluminium dans le trou du couvercle avec la sphère en aluminium dépassant de l'extrémité supérieure du couvercle. Collez la tige en place du bas et du haut. À un demi-pouce du bas de la tige, faites un coude à 90° (à angle droit).
- 7Découpez une forme triangulaire dans du papier d'aluminium plié. Découpez un morceau de papier d'aluminium d'environ 15 centimètres sur 8 centimètres. Pliez le papier d'aluminium dans le sens de la longueur de sorte qu'il soit maintenant un carré de 3 pouces sur 3 pouces. Découpez une forme de triangle, avec la pointe du triangle atteignant presque l'âge plié. Laissez les triangles attachés au point en ne coupant pas jusqu'au pli. Lorsque vous avez fini de couper, vous devriez avoir deux triangles reliés par un petit morceau de papier d'aluminium en haut.
- Si vous coupez le pli, coupez un nouveau morceau de papier d'aluminium et recommencez.
- 8Accrochez les triangles en aluminium sur le coude de la tige. Drapez les triangles de papier d'aluminium sur la tige de sorte qu'ils pendent presque en se touchant. Vissez le couvercle sur le pot, en faisant attention de ne pas faire tomber les triangles en aluminium de la tige comme vous le faites. Gardez l'électroscope en position verticale.
- Si les triangles tombent, dévissez simplement le couvercle et repositionnez-les.
- 9Observez votre appareil en action. Frottez un ballon contre vos cheveux et placez-le près de la sphère au sommet de votre électroscope. Vous devriez voir les triangles s'écarter les uns des autres. Lorsque l'appareil entre en contact avec de l'électricité statique, les deux triangles auront des charges opposées et se pousseront l'un l'autre. Lorsqu'il n'y a pas d'électricité statique, les triangles s'assoient les uns à côté des autres.
- Promenez-vous dans votre maison en plaçant la sphère près de différents objets pour voir à quel point ils sont chargés.
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