mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterDnes592
mod_vvisit_counterVčera395
mod_vvisit_counterTento týden4449
mod_vvisit_counterMinulý týden4705
mod_vvisit_counterTento měsíc14484
mod_vvisit_counterMinulý měsíc22258
mod_vvisit_counterCelkem1648580

Právě je připojeno: 32 hostů online
Your IP: 54.198.86.28
 , 
Dnes: Čer 24, 2018

V následujících pokusech budeme vybíjet elektrický náboj. Také tento jev nám přinese mnoho nového a překvapujícího.

Nejprve něco o člověku

Elektroskopem můžeme dokázat (již jsme se o tom zmiňovali), že se můžeme elektricky nabít, stoupneme-li si gumovými podešvemi na izolovanou desku. Můžeme lehce opakovat pokusy, kterými se bavili již naši předkové.

Stoupneme si na izolovanou desku (skleněnou desku nebo prkno), kterou podložíme třemi nebo i více lahvemi (tzv. "izolační stolička"). Někdy také stačí obout si suché gumové boty. Nyní se dotkneme konduktoru třecí elektriky a necháme se nabít. Tyčí bychom se nabíjeli příliš dlouho, neboť lidské tělo má velký povrch. Přiblíží-li se k nám někdo v botách, které mají kožené podrážky, odchází náš náboj přes něj do země. Přitom můžeme jedním prstem "vytahovat" z kteréhokoli místa našeho "uzemněného souseda" značně dlouhé jiskry. Takové pokusy jsou přirozeně nejpůsobivější, když náš partner nic netuší. Budeme pak v nebezpečí, že náš soused bude nabit nejen elektrickým nábojem, ale i hněvem. Utěšíme ho skutečností, že i my jsme cítili údery proudu stejně silně jako on a že to není pro nás nebezpečné. Nikdy však nesmíme dělat takový pokus s leidenskými láhvemi. Tomu, kdo touží po svatozáři, můžeme také snadno pomoci: Z drátu ohneme přiměřeně velký kruh, co nejvíce ho ovineme šňůrkou, která obsahuje kovové vlákno (je hodně používaná na vázání vánočních dárků) a spojíme s konduktorem. Kruh upevníme na skleněnou tyč nebo pověsíme na hedvábnou nit. Ve tmě vidíme, že kolem kruhu je krásná záře. A přece není našemu "svatému" příliš příjemně, neboť mu vlasy vstávají na hlavě (směrem ke kruhu). Pozorovaný jev má totiž podobný původ jako jevy, které při bouři pozorujeme na hromosvodech, na vrcholech stěžňů apod. Jde zde o vybíjení elektrického náboje z hrotů (někdy tomu také říkáme Eliášovo světlo). Vlasy se nám také zježí, když si podržíme nad hlavou zelektrovanou filmovou fólii. A když si protáhneme pod špičkou nosu zelektrovanou tyčku, ucítíme velmi jemnou vůni ozonu O3, který se vytvoří z kyslíku O2 působením jisker.

Elektrický vítr

Elektrickým nábojem proudícím z hrotu se dá stočit plamen svíčky na libovolnou stranu, anebo dokonce můžeme plamen i sfouknout (je-li elektrický náboj velký a plamen malý). K tomu potřebujeme upevnit jehlu na konduktor třecí elektriky a podržíme-li vlhkou dlaň těsně před hrotem jehly, ucítíme na ní "vítr" zcela zřetelně.

Elektrická větrná turbína

pok3-14 Obrázek ukazuje malou elektrickou větrnou turbínu. Ki až K5 jsou z korku. Foukací zatížení s hrotem, který je spojen s konduktorem třecí elektriky, je velmi jednoduché. Skládá se ze dvou korků, Ki a Ks, skleněné trubičky G a jehly N, která je opatřena vzadu kuličkou, aby elektrický vítr neproudil z nesprávné strany. Víme již, že nežádoucímu úbytku nábojů zabráníme, když konduktory, sběrače nábojů, elektroskopy nebo také koule a kotouče zhotovujeme se zaoblenými hranami. Turbínové kolo tvoří korek Ki, ve kterém je symetricky napícháno 8 nebo i více prošívacích jehel. Každá má na konci plastickým tmelem nalepené papírové křidélko. Pravá část obrázku ukazuje osu (jehla, která prochází korkem Ki) a její ložisko procházející dvěma ohnutými skleněnými trubičkami G, G%. Celková výška přístroje od základní desky až po korek K5 je 25 cm. Míry musí být dodrženy přesně. Střed elektriky opět uzemníme. V nutném případě uvedeme turbínku do prvních obrátek opatrným fouknutím. Důležité je, aby turbínové kolo bylo dobře vyvážené, aby se mohlo zastavit v libovolné poloze. Ostatně v praxi takové turbíny neexistují, protože reaktivní síla je v tomto případě příliš malá.

Papírové chocholy znázorňují siločáry elektrického pole

pok3-15 pokusy3-17 První pokus s papírovými chocholy je zcela jednoduchý. Uvážeme chochol z proužků hedvábného papíru na drát a vsuneme jej do naší izolační svíčky. Jakmile přivedeme do drátu náboj, vztyčí se chocholy podobně jako vlasy člověka, který je nabit a stojí na izolační stoličce. Proužky se při nabíjení rozletí stejnoměrně na všechny strany. Papírový chochol je vlastně jakýmsi elektroskopem. Pomocí chocholu si však můžeme ukázat také průběh siločar elektrického pole. K tomu účelu si uděláme ještě dva zvlášť hezké chocholy. Na izolační podstavec připevníme mosaznou tyčku o průměru 3 mm a délce 45 cm. Na konci tyčky je upevněn kulatý mosazný kotouček o průměru 5,5 cm. Nastřiháme 60 proužků hedvábného papíru asi 7 mm širokých a 3 cm dlouhých. 20 z nich, které pevně přilepíme kolem kovového kotoučku, nám vytvoří první vrstvu pásku. Přes ně nalepíme opět 20 proužků jako druhou vrstvu, a to asi o polovinu šířky proužku níž, než byla předcházející vrstva. Konečně následuje dalších 20 proužků jako třetí vrstva a chochol je hotový. Uděláme si ještě jeden úplně stejný. Při první zkoušce zelektrujeme kovovou tyč silným nábojem z třecí elektriky nebo z pásového generátoru, přičemž u třecí elektriky uzemníme natěradlo. Konce papírových proužků se při otáčení elektrikou rozletí radiálně všemi směry, proužky se natáhnou, odpuzují se od sebe, poněvadž jsou. všechny zelektrovány souhlasně. Je to velmi působivý obrázek. Při hlavním pokusu postavíme oba chocholy 70 cm od sebe a spojíme tyč jednoho chocholu s konduktorem a tyč druhého s natěradlem elektriky. V případě, že použijeme pásový generátor, uzemníme druhý chochol. Obrázek ukazuje, že se proužky již nerozkládají stejnoměrně, ale v prostoru, kde jsou chocholy přivráceny k sobě, se papírky obou chocholů téměř dotýkají a svým zakřivením udávají tvar elektrických siločar. To lze pozorovat též na vnějších proužcích. Siločáry nám tedy ukázaly strukturu a tvar elektrického pole. Siločáry vystupují kolmo z kovového kotouče, směřují od jednoho kotouče ke druhému a nikde se neprotínají.

Experimentujeme s bleskem

pok3-17 Je přirozené, že nebudeme experimentovat s opravdovým bleskem (jako vynálezci hromosvodu BENJAMIN FRANKLIN a PROKOP DIVIŠ V polovině 18. stol.), protože by to bylo pro nás nebezpečné. Za model blesku si vezmeme elektrickou jiskru, která má všechny jeho vlastnosti až na to, že je mnohem menší a ne tak nebezpečná. Nejdříve si postavíme tzv. "bleskovou tabuli", zvanou také někdy Franklinova deska. Skládá se ze skleněného kotouče, na kterém jsou nalepeny ve vzdálenosti asi 5 mm malé staniolové čtverečky nebo kolečka (z kancelářského dírkovače). Sestavíme je do nějakého obrazce nebo do tvaru libovolného písmene. Spojíme-li jeden konec řady s konduktorem a druhý s natěradlem elektriky nebo se zemí, zazáří nám příslušný obrazec. Kartónový domeček s vypínacím hromosvodem, který je nakreslen na vedlejším obrázku, ukazuje zřetelně účinek blesku. Hrot hromosvodu je vedením spojen s kuličkou, která visí nad uzemněnou kovovou mističkou ve středu domečku. Do misky nalijeme několik kapek benzínu (pozor na oheň!). Ke hrotu hromosvodu přiblížíme nyní konduktor nebo vybíječ a uvidíme, že nahoře i nad mističkou přeskočí jiskra a benzín se zapálí. Abychom dostali jiskry dostatečně velké, zapojíme paralelně třecí elektriku s malou leidenskou lahví. Není zde někde chyba ? Ale ovšem - vždyť to není žádný hromosvod. Vedení naším domečkem odpovídá pouze elektrické instalaci. Hromosvod je veden se střechy a vede po levé straně domu, je však přerušen mezi body A a B, tedy neschopen provozu. Překleneme-li tuto mezeru a zopakujeme-li pokus, svedeme vnější náboj do země (třecí střed elektriky), jiskra mezi kuličkou a nádobkou nepřeskočí a benzín se proto nezapálí. Blesky při bouřce se vybíjejí buď mezi mračny, které jsou vůči sobě nabité nesouhlasně (tzv. blesk v mračnech), nebo mezi mraky a zemí (blesk typu mrak - země). Na rozdíl od našich malých blesků, jisker, proběhne bouřkový blesk postupnými výboji jako rozvětvená čára. Kromě tohoto blesku známe ještě tzv. blesk perlový a někdy také pozorujeme (to ovšem velmi zřídka) podivuhodný blesk kulový. Blesky mezi zemí a mrakem hledají nejkratší a nejpohodlnější cestu a uhodí do nejvyšších a nejvíce vodivých míst. Dobře uzemněný hromosvod "splňuje" všechny požadavky blesku. Člověk, který jde při silné bouři po rovině, je při bouři velmi silně ohrožen. Má v sobě indukovaný náboj (stejně jako hromosvod) opačného znaménka než mrak. Tak pozor! Napětí mezi mrakem a zemí může mít při středně silné bouřce přibližně hodnotu okolo 100 miliónů (108) voltů a proud blesku dosahuje hodnoty 20 000 až 50 000 A. Zato doba trvání blesku je přitom velmi krátká - asi 1 tisícina sekundy. Výboj bleskem představuje energii 550 až 1400 kilowatthodin. Zatím bohužel není možno tyto krátké proudové nárazy zachytit a využít. Musíme se omezit aspoň na zabránění škodám, které může blesk způsobit.

 
Anketa
Nápad s povinným počítáním příkladů přes internet (novinka)
 

 


120x600_gif

 

 


logo-cez


logo-nadace-cez-29mm-a4-rgb-png