Творческий проект "ЭЛЕКТРОННЫЙ ЭЛЕКТРОСКОП"

МБУДО  «Центр дополнительного образования «Созвездие» г.Балашов»

Творческий проект

ЭЛЕКТРОННЫЙ ЭЛЕКТРОСКОП

       ВЫПОЛНИЛ    Лотарев Илья Александрович, 17 лет

                                                    учащийся ТО «ЭКСПЕРИМЕНТАТОР»

                                                  МБУДО  «Центр дополнительного

                                                     образования «Созвездие» г.Балашов»

               РУКОВОДИТЕЛЬ  Лотарев Александр Васильевич,

                                                           педагог дополнительного образования

                                                       МБУДО  «Центр дополнительного

                                                     образования «Созвездие» г.Балашов»

Г.БАЛАШОВ

       Школьный электроскоп – это простейший прибор для обнаружения электрических зарядов и приблизительного определения их величины.

 В этом электроскопе металлический стержень  с листочками пропущен через пластмассовую пробку, вставленную в металлический корпус, закрытый с двух сторон стёклами. Если к электроскопу поднести заряженную  эбонитовую (или стеклянную) палочку лепестки расходятся и по величине угла их расхождения можно  примерно судить о величине заряда. Известно, что эбонитовая палочка, потёртая о мех приобретает положительный заряд, а стеклянная палочка, потёртая о шёлк - отрицательный и по воздействию этих палочек на электроскоп можно судить о знаке заряда на школьном электроскопе. Однако  при проведении разнообразных опытов по электростатике не всегда для определения знака и относительной величины заряда удобно использовать  заряженный, известным зарядом  электроскоп. В таких случаях было бы удобно воспользоваться прибором, который сразу мог указать знак заряда, а при возможности и его относительную величину.

              Отличительная особенность электронного электроскопа от типового  школьного электроскопа состоит в возможности показать знак заряда и его относительную величину по шкале  микроамперметра или демонстрационного гальванометра.  Существуют самые разнообразные принципиальные схемы электронных электроскопов.

Рис.1Схема электронного электроскопа со световой индикацией

Рис.2 Схема электронного электроскопа с цифровой индикацией

Рис.3 Схема электронного электроскопа со световой индикацией через поляризованное реле.

     Моё внимание привлекла более простая схема, не  уступающая вышеуказанным по своим возможностям, при некотором усовершенствовании.

       Здесь электроскоп представляет собою мост постоянного тока, плечами которого являются полевой транзистор VТ1 и резисторы R1—R4. В одну диагональ моста включен стрелочный индикатор РА1 с нулем посередине шкалы, в другую — источник питания GВ1. В зависимости от знака заряда ток стока транзистора либо уменьшается, либо увеличивается. При этом стрелка индикатора отклоняется в соответствующую сторону от среднего положения. Переменным резистором RЗ стрелку индикатора устанавливают на условный нуль перед началом демонстрации. В качестве микроамперметра можно использовать школьный демонстрационный гальванометр. При работе с электроскопом наэлектризованное тело приближают к затвору, и электроскоп индуцирует знак электрического заряда, и его относительную величину. При перемещении источника электрического поля или заряженного тела относительно электроскопа, показания прибора изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния. Усовершенствование прибора может заключаться в следующем:

1.Последовательно с микроамперметром (гальванометром) поставить светодиоды, соединённые встречно-параллельно. Они будут показывать знак  индуцированного  заряда.

2.Расположить схему в корпусе школьного демонстрационного гальванометра.

3.Предусмотреть возможность подключения прибора от лабораторного источника электропитания.

Вид спереди               Вид сзади                Усовершенствованная схема

      В таком виде прибор  представлялся  на районный конкурс физического творчества «МОЯ ФИЗИКА» в номинации  ТЕХНИЧЕСКОЕ ТВОРЧЕСТВО.

Выводы и возможная область применения.

Работа по созданию прибора позволяющего указать знак заряда, а при возможности и его относительную величину, позволила мне познакомиться с разнообразием принципиальных схем электронных  электроскопов, их принципом работы. Разработанный  прибор будет полезен не только для проведения опытов по электростатике в школе, радиокружке, но и там, где мы имеем дело со статическим электричеством и веществами, имеющими какой-то заряд. Например:

1.Использование в устройствах автоматики для обнаружения и нейтрализации статического электричества (противопожарная автоматика)

2.Использование в  устройствах регулирования концентрации заряженных частиц (аэроионов при использовании озонаторов  воздуха и т.п.)

Литература:

1. Физика, 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений /А.В.Перышкин,-12-е изд., стереотип. –М, : Дрофа, 2009.- 191,[1] c.

Интернет-ресурсы:

1.fiz.1september.ru ;

2.nauchebe.net;

3.patlan.net;

4.www.elwiki.ru;

5.radiostorage.ru