Jos olet koskaan kävellyt maton poikki kuivana päivänä ja koskettanut sitten jotain metallista tehtyä, kuten jääkaapin kahvaa, olet kokenut salaman omakohtaisesti. Staattinen purkaus, joka antoi sinulle shokin, on sama ilmiö, joka luo tuliset haarukat, jotka pilkkovat taivaan ukkosen aikana. Todellinen salama johtuu miljoonien volttien sähkön purkautumisesta, mikä voi tappaa sinut. Jopa suhteellisen pienet staattisen sähkön päästöt jääkaapin kahvassa ovat tuskallisia. On kuitenkin mahdollista saada salama turvallisesti ja kivuttomasti purkkiin, jossa voit tutkia ja arvostaa kaikkea mitä haluat.
Mikä on salama?
Salama on sähköpurkaus, joka on elektronien virtaus napasta, jossa on ylimäärä näitä hiukkasia, toiseen napaan, jolla on puute. Näiden napojen välisen elektronieron suuruutta kutsutaan jännitteeksi, ja mitä suurempi se on, sitä vahvempi on sähkövirta, kun se alkaa virrata.
Ukkosmyrskyn aikana vesipisarat pilvissä törmäävät toisiinsa vapauttaen elektroneja prosessin aikana. Elektronit vetävät puoleensa maata, joka on positiivisesti varautunut pilvien suhteen. Ne eivät kuitenkaan pääse virtaamaan helposti ilman läpi, koska ilma on sähköeriste. Tämän seurauksena ne kertyvät kuin vesi padon taakse, kunnes jännite tulee niin suureksi, ettei edes ilma pysty pysäyttämään niitä. Siinä vaiheessa tapahtuu salama.
Miksi ihmiset järkyttyvät jääkaapeista?
Kun kävelet maton poikki, kenkiesi toiminta materiaalia vastaan luo vapaita elektroneja samalla tavalla kuin vesimolekyylien törmääminen pilvissä. Elektronit kertyvät kehoosi, ja kun sormesi tulee tarpeeksi lähelle mitään, jonka läpi ne voivat virrata maahan, he hyppäävät ilman läpi sähköpurkauksen kipinä. Metalliesineet ovat hyviä sähkönjohtimia, joten jääkaapin kahvojen ja ovenkahvojen lähellä tapahtuu monia staattisia iskuja. Pieni salama välähtää tällä hetkellä, kun olet järkyttynyt, mutta olet yleensä liian yllättynyt huomataksesi sen.
Salaman tekeminen purkissa
On helppo luoda sähköinen purkaus minkä tahansa purkin sisään, jossa on metallikorkki. Sinun tarvitsee vain tehdä kaksi asiaa. Ensimmäinen on tehdä elektrodi purkin pohjaan, jota kohti sähkö voi virrata, ja toinen on keksiä turvallinen staattisen sähkön lähde.
Oletko koskaan hieronut ilmapalloa hiuksiin ja huomannut, että se tarttuu seinään? Tämä johtuu siitä, että ballonin hierominen luo vapaita elektroneja, aivan kuten jalkojesi hierominen matolle. Ilmapallo muodostaa suuren staattisen sähkön lähteen.
Tarvittavat asiat
- Purkki metallikannella
- Alumiinifolio
- Kuivainarkki
- Kourallinen peukaloja, joissa on maalaamattomat metallipäät
- Ilmapallo
Nappien tarkoituksena on keskittää varaus ja lisätä jännitettä. Jos käytit katodin valmistamiseen alumiinifoliota, varaus leviää koko levylle sen sijaan, että se virtaisi anodia kohti.
Tämä koe toimii parhaiten, kun kosteus on matala. Tämä johtuu siitä, että kosteus tekee ilmasta vielä paremman sähköeristeen.
Anodi on positiivisesti varautunut elektrodi purkin pohjassa, jota kohti elektronit virtaavat. Luo se leikkaamalla pala alumiinifoliota neliöksi noin 12 tuumaa pitkä ja 12 tuumaa leveä. Taita se kahdesti pienempään neliöön ja työnnä se purkin pohjaan. On OK, jos reunat tarttuvat hieman.
Katodi on negatiivisesti varattu elektrodi, josta elektronit virtaavat. Tee se työntämällä useita peukaloja kuivausarkin läpi päätä kohti purkin yläosaa. Aseta kuivausrumpu purkin suun päälle ja kierrä kansi kiinni.
Vinkkejä
Hiero ilmapallo päähän. Tiedät, että se on ladattu, jos hiuksesi nousevat päähän, kun vedät ilmapallon pois.
Kosketa ilmapalloa purkin yläosaan ja katsele mitä tapahtuu. Jos ilmapallolla on tarpeeksi varausta, näet useita kellertäviä sinisiä salamavaloja. Ne ovat vieläkin vaikuttavampia, jos sammutat valot.