OSNOVE ELEKTROTEHNIKE
INTERAKTIVNI NASTAVNI MATERIJALI
animacije · pokusi · lab. vježbe · simulacije · test pitanja · zadaci

Elektrostatika · Elektroskop i elektrometar

To su instrumenti za različita mjerenja u pokusima iz elektrostatike. Postoje dvije izvedbe s listićima i s kazaljkom (elektrometri). Dijelove i konstrukciju jednog elektrometra pogledajte na slici desno. Promjer metalnog kućišta je oko $20 \text{ cm}$. Sa strane je kućište zatvoreno staklom kako bi se spriječio ulaz prašine.

Kazaljka se zakreće zbog djelovanja elektrostatskih odbojnih sila među nabojima koji su raspoređeni na kazaljci i nosaču kazaljke. Ovisno o količini naboja mijenja se otklon (maksimalni otklon je sa oko $20 \text{ nAs}$ - elektroskop s listićima je osjetljiviji tj. reagira na manje iznose naboja). Skala je nelinearna. Instrument treba umjeriti - baždariti. Može se umjeriti za mjerenje naboja ili napona. Maksimalni otklon je za oko $4 \text{ kV}$. Na skali se upisuju vrijednosti naboja ili napona. Ustvari je ovaj instrument kondenzator za koji vrijedi relacija $Q = C \cdot U$ (kapacitet elektrometra je oko $5 \text{ pF}$).

Dva su načina nabijanja:

  1. direktnim prenošenjem naboja
  2. influencijom

Najjednostavniji postupak elektriziranja materije je trenje. Ako npr. kožom natrljamo stakleni štap taj štap postaje pozitivno nabijen, a to znači da na površini štapa postoje mjesta na kojima "nedostaju" elektroni koji su "otišli" na kožu. S tako naelektriziranim štapom možemo nabiti elektrometar odnosno metalnu elektrodu.

Proces nabijanja prikazan je na ovoj animaciji. Razmatramo tri slučaja:

  1. elektrodi elektrometra samo približimo nabijeni štap
  2. elektrodu dotaknemo
  3. po elektrodi povučemo nabijeni stap
U prvom slučaju dolazi do razdvajanja naboja na elektrodi (influencija), ali nakon udaljavanja štapa elektroda nije nabijena. U drugom i trećem slučaju elektroda se nabije (jače u 3. slučaju). Pozitivni naboji su crveni, a negativni plavi. Odaberite način nabijanja, a zatim kliknite na tipku kreni. Promatrajte što se događa s nabojima na štapu odnosno elektroskopu.

Nakon prikaza ove simulacije korisno je, ako imate elektroskop, napraviti stvarne pokuse.

Pričekajte nekoliko sekundi za pripremu appleta

Ako izvodite stvarni pokus možete pogledati kako se elektrometar nabija djelovanjem influencije. Dok je nabijeni štap približen, elektrodu kratkotrajno uzemljite. Nakon odmicanja štapa primjećujete da je elektrometar nabijen. Što se dogodilo? Objašnjenje je u djelovanju električnih sila. Pretpostavimo da je štap bio negativan (PVC natrljan tkaninom). Dok je blizu elektrode štap privlači pozitivne naboje dok negativne "tjera" što dalje. Ako sada uzemljimo elektrodu "negativci" pronalaze put prema zemlji tj. "odlaze" sa elektrode. Nakon odmicanja uzemljenja i štapa elektroda ostaje pozitivno nabijena.

Jednostavna naprava za dobivanje veće količine naboja koja radi na ovom načelu (djelovanjem influencije) naziva se Voltin elektrofor (pogledati ovdje).

U nastavku možete provjeriti svoje znanje o ovoj temi: