XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Основной причиной неудач в опытах по электростатике является повышенная влажность воздуха, которая приводит к появлению водяной пленки на изолирующих частях приборов, ухудшению их диэлектрических свойств, невозможности электризации и сохранению зарядов. То, как влажность воздуха влияет на время стекания зарядов и явилось предметом нашего исследования. Кроме того, мы исходили из гипотезы, что существует критическая влажность воздуха, при которой постановка опытов становится невозможной, электризации не происходит. Почти каждый демонстратор сталкивался с ситуацией, когда опыты в лаборантской проходят успешно, а в аудитории, где много людей, влажность воздуха более высокая, не идут [5].

В некоторых старых пособиях по демонстрационному эксперименту, рекомендуется использовать специальное оборудование для сушки приборов. Особое внимание этой проблеме уделял Я. Перельман в книге, посвященной занимательным опытам по электричеству. Современного демонстратора в какой-то степени могут выручить бытовые фены для сушки волос.

Таким образом, для успеха электростатических опытов все приборы должны быть чистыми, все эбонитовые детали — черными и храниться в темноте. За час до начала лекции приборы должны подогреваться на сушильном столе. Аудитория должна быть хорошо проветрена.

Перед тем как приступить к проведению эксперимента, мы подготовили приборы, тщательно отчистили их поверхность от влаги, собрали установку и приступили к эксперименту. Суть эксперимента заключается в следующем. Нам предстоит изменить психрометром влажность воздуха в помещении затем с увеличением влажности воздуха фиксировать время стекания электрического заряда в установке (герметичный купол), также нам нужно было определить критическую влажность воздуха при которой время стекания электрического заряда стремиться к нулю и проведение демонстрации по электростатической физике не является возможным [2,3].

Также мы решили провести дополнительный эксперимент, в котором мы наносили на изоляционные части приборов средство против образования водяной плёнки.

Результаты исследования времени стекания электрического заряда с демонстрационных приборов в зависимости от влажности воздуха представлены ниже. Во-первых, нами обнаружено что, критическая влажность воздуха начинается с отметки 90% и выше. На графиках видно, что при приближении к этой отметке, заряд стекает практически мгновенно. (Рис 3.1,3.2).

Рис 3.1 График зависимости времени стекания заряда с электроскопа

от влажности воздуха.

Рис 3.2 График зависимости времени стекания заряда с султанчиков

от влажности воздуха.

Во-вторых, с увеличением влажности воздуха в помещении уменьшается время стекания электрического заряда с демонстрационных приборов по электростатике, что было оценено в процессе выполнение эксперимента в лабораторных условиях [1].

В-третьих, мы пронаблюдали, что электрический заряд дольше держался на султанчиках, что свидетельствует о том, что они лучше

изолированы. ( Рис 3.3)

Также у различных приборов одинаковая критическая влажность воздуха, специальная обработка элементов изоляции способствует расширению диапазона влажности, в которых могут работать приборы [4].
Также обработка приборов средствами против образования водяной плёнки на поверхности прибора приводят к уменьшению времени стекания заряда. (Рис 3.4)

Рис 3.4 Сравнительная таблица.

Это объясняется тем, что средство против образования водяной плёнки на поверхности приборов содержит: щёлочь и примеси различных солей, которые в свою очередь являются хорошими проводниками электричества.

Также можно сделать вывод о том, что влияние влажности воздуха сказывается на времени стекания электрического заряда, что недопустимо при постановке демонстраций по электростатике.

,Список литературы:

1. Марголис А. А. и др. Практикум по школьному физическому эксперименту: учебное пособие для студентов физ. - мат. пед. ин-ов. 3-е изд., перераб. и дополн. - М.: -Просвещение, 1977г. - 303 с.

2. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе: часть 1, под ред. Покровского - 3-е- изд., перераб. - М.: Просвещение, 1978 г. - .351 с.

3. Анциферов Е.В., Пищиков И. М., Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента: учебное пособие для студентов пед. ин-ов по физ. - мат, спец. - М.: Просвещение, 1984 г. - 255 с.

4. Перышкин А.В. Физика:  Учебник 8 класс. - Издательство: М.: 2013. – 240 с.

5.Электрический ток. Источники электрического тока (Гребенюк Ю.В.)//interneturok.ru: уроки физики. 2019. URL: https://interneturok.ru/lesson/physics/8-klass/belektricheskie-yavleniyab/elektricheskiy-tok-istochniki-elektricheskogo-toka-grebenyuk-yu-v?konspekt (дата обращения: 21.11.2019).

Код для цитирования: Скопировать