سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
ایجاد بار الکتریسیته ساکن در اثر به هم خوردن تعادل بار الکتریکی جسم به وجود می آید. در حالت معمول همه اجسام از نظر الکتریکی خنثی هستند، ....
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : فاطمه گودرزی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

اثر پیزو الکتریک ( دما، رطوبت هوا ، الکتریسته ساکن )

وقتی دو جسمی را که میانشان اصطکاک وجود دارد در تماس با هم قرار دهیم (مالش دهیم)، یک بار الکتریسیته ساکن به وجود خواهد آمد چون الکترون ها از سطح یکی از دو جسم خارج شده و به جسم دیگر منتقل می شود، اگر شما به جسمی که بار ساکن پیدا کرده، دست بزنید، شوکه می شوید چون بارهای الکتریکی در سراسر انگشتتان حرکت خواهند کرد، به این اتفاق تخلیه بار الکتریکی می گویند، اگر قبلا هنگام رعدو برق به آسمان نگاه کرده باشید، این اتفاق را در مقیاس بزرگتر دیده اید. ( دو ابری که دارای بار الکتریکی هستند در اثر برخورد با هم تولید برقی در آسمان می کنند و به طریق بارشان تخلیه می شود)

اثر پیزو الکتریک ( دما، رطوبت هوا ، الکتریسته ساکن)

در این آزمایش با اثرات زیست محیطی مانند دما و رطوبت بر بار الکتریکی آشنا خواهیم شد.

سوال پروژه:

چه ارتباطی میان دما، رطوبت هوا و الکتریسته سالن وجود دارد؟

مواد مورد نیاز:

دماسنج مجهز به رطوبت سنج

نخ

دو بالن پلاستیکی گرد (بادکنک)

توپ پلاستیکی

باند پلاستیکی (پارچه)

خط کش

چسب

ابریشم یا پارچه پلی استر

کرونومتر

جدول

 

روش انجام آزمایش

1. در هر مرحله از آزمایش، زمان، تاریخ، دما و رطوبت را یادداشت کنید.

2. دو بادکنک را به یک اندازه از هوا پر کنید.

3. طول نخ هایی که به دو بادکنک وصل می کنید هم اندازه باشد.

4. دو بادکنک را مطابق شکل از میز آویزان کرده و نخ آن ها را به میز بچسبانید (یکی از بادکنک ها روبروی پایه میز قرار بگیرد.

5. فاصله دو بادکنک از هم 15 سانتیمتر باشد. بادکنکی که به پایه میز نزدیک است حرکت نمی کند.

 

اثر پیزو الکتریک ( دما، رطوبت هوا ، الکتریسته ساکن)

6. توپ  پلاستیکی را در پارچه قرار داده و به بادکنک 30 ضربه بزنید، بادکنک را بچرخانید تا ضربه به تمام سطح بادکنک وارد شود.

 

اثر پیزو الکتریک ( دما، رطوبت هوا ، الکتریسته ساکن)

7.  اجازه بدهید تا بادکنک بچرخد، و شما فقط آن چه اتفاق می افتد را مشاهده کنید.

8. وقتی که بادکنک آزاد به بادکنک ثابت (نزدیک پایه میز) چسبید، کرونومتر را روشن کنید و وقتی از آن دور شد کرونومتر را متوقف کنید.

9. زمانی را که کرونومتر به عنوان زمان در کنار هم بودن دو بادکنک نشان داد را یادداشت کنید.

10. در روزهای دیگر با شرایط آب و هوایی متفاوت این آزمایش را تکرار کنید. در هر روز میزان رطوبت هوا را نیز یادداشت کنید

11. نموداری رسم کنید که در آن محور x رطوبت هوا را نشان دهد و محور y زمان در کنار هم بودن دو بادکنک را.  نتیجه هر آزمایش یک عدد به عنوان رطوبت هوا و یک عدد به عنوان زمان در کنار هم بودن دو بادکنک را نشان می دهد که این دو عدد روی نمودار نشان دهنده یک نقطه (گراف) روی نمودار است.

 

با وصل کردن نقاط مختلف نمودار تغییرات زمان در کنار هم بودن بادکنک ها را نسبت به تغییرات رطوبت هوا خواهید داشت و با توجه به آن تاثیر رطوبت را بر بارهای الکتریسته ساکن را ببینید.

12. یافته های خود را در یک گزارش مفصل شرح دهید.

 

نتیجه آزمایش:

با انجام آزمایش فوق و تجزیه و تحلیل نمودار آن متوجه خواهید شد که افزایش رطوبت هوا باعث کاهش چگالی بار الکتریکی می شود. همچنین ممکن است به این نتیجه نیز برسید که تغییر دما باعث تغییر بار الکتریکی خواهد داشت.

 

اما چرا تغییر رطوبت و دما باعث تغییر بار الکتریکی اجسام می شود؟

یعنی تعداد بار مثبت (پروتون) و بار منفی (الکترون) آن ها با هم برابر است. وقتی در اثر تماس دو جسم الکترون از یک جسم به دیگری منتقل می شود، جسمی که الکترون از دست داده بار مثبت و جسمی که الکترون بدست آورده بار منفی خواهد داشت.

رطوبت باعث می شود که هوا رساناتر شود، بنابراین دو بادکنک با قدرت بیشتری به سمت هم جذب می شوند، یعنی در روزهای مرطوبتر اجسام زمان کم تری بار الکتریکی را در خود نگه می دارند. همچنین تغییر دما باعث تولید یه ولتاژ موقت در جسم می شود که به آن اثر پیزوالکتریک می گویند.

 

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی