Electroscopi electrònic

 
Eines i materials
Fases del projecte
Taula de resultats
Per saber-ne més
 

L'electrització per fricció de certes substàncies (vidre, ambre, etc.) fou ja coneguda pels grecs, però no fou fins al Renaixement que aquests fenòmens començaren a ésser estudiats científicament i a tenir aplicació pràctica. Un cos és en estat neutre si el nombre de càrregues negatives coincideix amb el de càrregues positives. Si s'altera l'equilibri entre el nombre de càrregues, el cos s'electritza. Això és el que s'esdevé amb l'electrització per fricció, i constitueix l'experiència bàsica de l'electrostàtica. Si, per exemple, s'acosten dues varetes de vidre, prèviament refregades amb un drap de seda, es repel·leixen; però si una és de vidre i l'altra és de plàstic (fregada amb un tros de pell), s'atreuen. Això es deu a les forces electrostàtiques generades per les càrregues.

Totes les experiències que s'han fet, amb un gran nombre de materials, han donat com a resultat que objectes del mateix material es repel·leixen, mentre que els de material diferent poden atreure's o repel·lir-se. Resulta, doncs, que hi ha solament dos estats elèctrics, que, són anomenats positiu i negatiu. La interpretació és que, per efectes del fregadís, el drap de seda capta electrons del vidre, i la pell cedeix electrons al plàstic. El vidre resta, doncs, positiu, i el plàstic, negatiu.

Les forces electrostàtiques, és a dir, aquelles generades per càrregues elèctriques, poden ésser detectades i comparades mitjançant l' electroscopi. Així, doncs, es pot definir l'electroscopi com l'instrument que serveix per a constatar la presència d'electricitat estàtica en un cos i determinar-ne el signe. El tipus més senzill és l'electroscopi de fulles, format per dues làmines molt primes d'or o d'alumini suspeses i fixades a una peça metàl·lica acabada en una bola. En acostar un cos electritzat a aquesta bola, les làmines se separen. A més a més, quan un electroscopi es carrega amb un signe conegut, es pot determinar el tipus de càrrega elèctrica d'un objecte quan s'aproxima a l'esfera. Si les làmines se separen significa que l'objecte està carregat amb el mateix tipus de càrrega que l'electroscopi. Pel contrari, si s'apropen, l'objecte i l'electroscopi tenen signes oposats.

L'electroscopi electrònic.
A part de l'electroscopi tradicional, es pot construir un electroscopi electrònic. En aquest cas la part sensible no és una bola o esfera, sinó un component electrònic anomenat transistor de camp (FET). Aquest transistor controla dos transistors més: un d'ells far lluir el LED vermell i l'altre el LED verd.
Si s'acosta un objecte al transistor FET i s'il·lumina un dels LED's, significa que el cos està carregat; en cas contrari, voldria dir que està descarregat.
Per saber el signe de la càrrega cal fixar-se en el color un cop s'allunya l'objecte: si el color que hi resta és vermell, la càrrega és positiva; si el color és verd, la càrrega és negativa.

Eines i materials
 
  • Pila de 4,5 V
  • 2 terminals "faston"
  • Fil de coure flexible
  • Placa foradada universal
  • 2 resistors 1kOhm
  • 2 resistors 100 kOhm
  • 1 díode 1N4007
  • 2 transistors BC557
  • 1 transistor BF245C
  • 1 LED vermell
  • 1 LED verd
  • Estany per soldar
  • Soldador

 

   
Fases del projecte
 
Munta el circuit de l'electroscopi sobre la placa foradada universal. Assegura't que insereixes els components per la cara correcta de la placa. Para molta atenció en totes les connexions dels diferents terminals dels components.
 
Taula de resultats
   
Podeu provar fregant barres o làmines de diferents materials amb diferents tipus de teixits o papers. Tingueu en compte que un mateix marerial pot adquirir càrregues de diferents signes segons el material amb què es fregui. A continuació es proposa una possible taula amb diferents materials per a què experimenteu i anoteu els resultats observats.
   
Seda Metacrilat Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Seda PVC Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Seda Vidre Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Seda Ebonita Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Paper de cuina Metacrilat Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Paper de cuina PVC Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Paper de cuina Vidre Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Paper de cuina Ebonita Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
 
Llana Metacrilat Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Llana PVC Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Llana Vidre Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Llana Ebonita Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Cotó Metacrilat Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Cotó PVC Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Cotó Vidre Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
Cotó Ebonita Carregat?
SI
NO
Positiva
Negativa
     
Per saber-ne més
Valor nominal d'un resistor
En aquesta pàgina de Celestí Capell podeu practicar el càlcul del valor nominal d'un resistor a partir del codi de colors
Simbologia electrònica
Aquí trobareu una bona col·lecció de símbols de components electrònics, així com una taula amb les magnituds i unitats físiques d'ús més freqüent en l'electrònica, i molts altres recursos.
Electricitat per fregament
Breu explicació de la naturalesa de la matèria i la relació entre àtoms, càrregues elèctriques i electrostàtica.
Electroscopi casolà.
Pàgina on s'explica com construir un "electroscopi clàssic casolà."
Més electrització per fregament
Colecció d'experiències i pràctiques sobre l'electrització per fregament.
     
Pàgina principal
Tornar a 4t. d'E.S.O.