Kui olete kunagi kuival päeval üle vaiba kõndinud ja siis puudutanud midagi metallist, näiteks külmkapi käepidet, olete välguga omal nahal kokku puutunud. Staatiline voolus, mis teile šoki andis, on sama nähtus, mis tekitab äikese ajal taeva lõhestavad tulihargid. Tõeline välk on põhjustatud miljonite volti elektrienergia tühjenemisest, mis võib teid tappa. Isegi suhteliselt väikesed staatilise elektri heitmed külmiku käepidemel on valusad. Siiski on võimalik välk ohutult ja valutult purki panna, kus saate seda kõike õppida ja hinnata.
Mis on välk?
Välk on elektrilahendus, mis on elektronide voog pooluste liigsest poolusest teise defitsiidiga poolusesse. Nende pooluste vahelise elektronide erinevuse suurust nimetatakse pingeks ja mida suurem see on, seda tugevam on elektrivool, kui see hakkab voolama.
Äikese ajal põrkuvad pilvedes olevad veepiisad üksteisega kokku, vabastades selle käigus elektrone. Elektrone tõmbab maa poole, mis on pilvede suhtes positiivselt laetud. Kuid nad ei saa õhu kaudu hõlpsalt voolata, sest õhk on elektriline isolaator. Järelikult kogunevad nad nagu vesi tammi taha, kuni pinge muutub nii suureks, et isegi õhk ei suuda neid peatada. Sel hetkel tekib välk.
Miks inimesed külmkapist šokeerivad?
Kui kõnnite üle vaiba, tekitab teie kingade mõju materjalile vabu elektrone umbes samamoodi nagu pilvedes põrkuvad veemolekulid. Elektronid kogunevad teie kehasse ja kui teie sõrm jõuab piisavalt lähedale kõigele, mille kaudu nad saavad maale voolata, hüppavad nad elektrilahenduse sädel läbi õhu. Metallesemed on head elektrijuhtmed, nii et külmiku käepidemete ja ukselukkude läheduses tekib palju staatilisi šokke. Väike välgusähvatus toimub hetkel, kui olete šokis, kuid tavaliselt olete selle märkamiseks liiga üllatunud.
Välgu tegemine purgis
Metallkorgiga purgi sisse on lihtne tekitada elektrilahendus. Peate lihtsalt tegema kahte asja. Esimene on teha purgi põhja elektrood, mille poole võib voolata, ja teine on pakkuda välja turvaline staatilise elektri allikas.
Kas olete kunagi õhupalli juustesse hõõrunud ja märganud, et see kleepub seina külge? Seda seetõttu, et ballooni hõõrumine loob vabad elektronid, umbes nagu jalgade vaibale hõõrumine. Õhupall on suurepärane staatilise elektri allikas.
Asjad, mida vajate
- Metallist kaanega purk
- Alumiiniumfoolium
- Kuivati leht
- Peotäis värvimata metallpeaga pöidlaid
- Õhupall
Lakkude eesmärk on laengu fokuseerimine ja pinge suurendamine. Kui kasutaksite katoodi valmistamiseks alumiiniumfooliumi, jaotuks laeng anoodi poole voolamise asemel kogu lehele.
See katse töötab kõige paremini siis, kui õhuniiskus on madal. Seda seetõttu, et niiskus muudab õhu veelgi paremaks elektriisolaatoriks.
Anood on positiivselt laetud elektrood purgi põhjas, mille poole elektronid voolavad. Selle loomiseks lõigake tükk alumiiniumfooliumi umbes 12 tolli pikkuseks ja 12 tolli laiuseks ruuduks. Pange see kaks korda väiksemaks ruuduks ja suruge purgi põhja. See on OK, kui servad jäävad natuke üles.
Katood on negatiivselt laetud elektrood, millest elektronid voolavad. Tehke see, pistes mitu pöidla läbi kuivati lehe, peaga purgi ülaosaga. Asetage kuivati leht purgi suu kohale ja keerake kaas peale.
Näpunäited
Hõõru õhupalli pähe. Teate, et see on laetud, kui õhupalli eemale tõmmates tõusevad juuksed püsti.
Puudutage õhupalli purgi ülaossa ja jälgige, mis juhtub. Kui õhupallil on piisavalt laengut, näete mitut kollakasinist välku. Need on veelgi muljetavaldavad, kui kustutate tuled.