Электрический маятник. Двух конденсаторное возбуждение электростатических зарядов

Из листа фольги вырезают полоску, углы которой закругляют. Один конец полоски наматывают на стеклянную палочку так, чтобы она свободно вращалась. Стеклянную палочку укрепляют в зажиме штатива. Изолированные проводники электрофорной машины соединяют с бумажными султанами, установленными на изоляторах.

Устанавливают штатив около электрофорной машины так» чтобы полоска фольги оказалась между шариками на проводниках машины, как показано на рисунке 53.

При очень медленном вращении дисков электрофорной машины бумажные полоски султана поднимутся, а фольга, коснувшись одного из шариков и получив от него заряд, перенесет его на другой шарик. Полоски султанов, являясь индикаторами зарядов на изолированных проводниках машины, будут опадать или подниматься в зависимости от знака зарядов, перенесенных маятником. Изменяя расстояние между шариками, можно менять частоту колебаний, а с ней и скорость механического переноса зарядов.

Можно к одному из проводников электрофорной машины прикрепить с помощью проволоки низковольтную неоновую лампочку так, чтобы полоска фольги во время колебательных движений периодически касалась цоколя лампочки (рис. 54). Лампочка будет зажигаться. Частота зажиганий зависит от расстояния между шариками. Можно добиться такой частоты колебаний маятника (фольги), при которой горение лампочки практически будет непрерывным.

Маятник могут изготовить учащиеся на занятиях физического кружка.

Двух конденсаторное возбуждение электростатических зарядов. Конденсатор с одной подвижной пластиной устроен так. Внешняя пластина U-образной формы укреплена неподвижно на изолирующей подставке.

Внутренняя пластина должна быть съемная. Неподвижную пластину конденсатора соединяют со стержнем электроскопа.

Рассмотрим, как происходит возбуждение электростатических зарядов одновременно на двух конденсаторах, каждый из которых имеет одну неподвижную пластину. Неподвижные пластины конденсаторов слегка заряжают разноименными зарядами. С подвижных пластин снимают несвязанные заряды кратковременным заземлением (рис. 55).

После этого подвижные пластины меняют местами и приводят в соприкосновение с неподвижными пластинами (рис. 56).

Часть заряда перейдет с подвижных пластин на не подвижные. Цикл завершается отделением подвижных пластин от неподвижных и освобождением подвижных пластин от несвязанного заряда кратковременным соединением с землей (рис. 57).

При повторении цикла величина заряда каждого конденсатора возрастает. Это обнаруживается по увеличению угла между листочками электроскопа.

На рисунке 57 обозначены: 1 — неподвижные пластины, 2 — подвижные пластины. На внутренней поверхности каждой неподвижной пластины находится слой изоляции (за исключением места сгиба, оставленного без изоляции для соприкосновения пластин).

На этом принципе можно построить электростатическую машину. Принципиальная схема модели такой машины приведена на рисунке 58. Данные модели: наружный радиус сектора подвижных пластин немногим более 3 см. расстояние между неподвижными и подвижными пластинами 0,5 см. Конденсаторы по форме напоминают конденсаторы переменной емкости. Для получения заметной в дневное время искры нужен дополнительный конденсатор небольшой емкости. При вращении модели со скоростью 2—3 об/сек каждые 10—15 оборотов через миллиметровый промежуток проскакивает искра.

Наличие переменного тока в цепи замыкателей подвижных пластин определялось по чередованию знаков зарядов, поступавших от подвижных пластин и регистрировавшихся трехзарядным электроскопом с двумя рамочными стойками. Модель машины в собранном виде показана на рисунке 59, а ее составные части — на рисунке 60.

На рисунке 60 обозначены: 1 — неподвижные пластины конденсаторов, 2 — подвижные пластины конденсаторов, 3 — контактные пружины неподвижных пластин, 4—контактные пружины замыкателя.