靜電杯

靜電杯

目的

認識靜電、電位差及電容的構造。

 

實驗

1.將兩塑膠杯外平整包鋁箔紙後重疊,中間並夾一條長、寬數公分的鋁箔紙片當作導線。

2.用絹布摩擦塑膠水管。

3.將摩擦後的塑膠水管接觸杯子突出的鋁箔片。

4.重覆第二及第三步驟數次。

5.一手接觸外層鋁箔紙,另一手接觸鋁箔紙片導線。

 

 

原理思考

為什麼會有電流的產生(有被電到的感覺)?

靜電杯,就是萊頓瓶(Leyden jar),此構造即是一個電容器。 兩鋁箔紙被塑膠杯隔開不相連,即鋁箔紙上若有電荷時是不會相互流通,這就是一個電容器。當塑膠水管用絹布摩擦後帶負電,當帶負電的塑膠水管接觸靜電杯上的鋁箔導線時,便將負電荷導入內層的錫箔紙,重覆數次後便累積到一定的電荷,此時用手將兩鋁箔相連,則內層的錫箔紙上的負電荷會經過人體流向外層鋁箔,所以才會感覺被電到,詳圖一至四。
electrical charge moving 1

 

討論

1.若是將水管靠近鋁箔導線(不接觸),而非如本實驗是將負電荷引入內層鋁箔紙,試問是否有同樣的效果?

2.摩擦塑膠水管會產生多少的電荷

3.多疊幾個塑膠杯是否能增加可以儲存的電量?

1.若外層鋁箔紙接地,仍會有同樣的效果,不同處是在於電子流的流向。
2.約只有十萬分之一的表面原子會產生負電荷[1]
3.反而會減少。因為電荷的儲存量和你所用的金屬之間的距離有關,也就是這兩者間成反比關係。越多杯子等於是把金屬的距離拉大,所能儲存的電量就會越少。

 

關於實驗

此實驗的環境若較為潮溼,則實驗較果會較不明顯。

 

參考資料

"University Physics", Rev. ed., John Wiley & Sons, 1995, USA., Ch22.H. Benson
“伽利略工房──隨手可做有趣的科學實驗I", 頁18-23. 瀧川洋二,石崎喜治著, 王蘊潔譯, 林志隆審定
格物致知學習網站-萊頓瓶

 

製作

朱慶琪

 

指導老師

朱慶琪

 

 撰稿 

黃時霖、杜宗勳