Ηλέκτριση με Επαγωγή

Με αυτό το εικονικό εργαστήριο μπορείτε να πειραματιστείτε με την ηλέκτριση μια επιμήκης ράβδου με επαγωγή.

Εξοικείωση με τα χειριστήρια - Βοήθεια

Υλικά και χειριστήρια

Το εργαστήριο αυτό περιλαμβάνει δύο υλικά. Μια αρχικά αφόρτιστη επιμήκης ορθογώνια ράβδο και ένα σφαιρικό φορτίο.

Η ράβδος είναι από αγώγιμο υλικό και αποτελείται από σταθερά ιόντα (κόκκινες σφαίρες) και από ελεύθερα ηλεκτρόνια (μπλε μικρές κινούμενες σφαίρες)

Το σφαιρικό φορτίο μπορεί να είναι θετικό ή αρνητικό. Για να αλλάξετε το είδος του σφαιρικού φορτίου επιλέξτε κατάλληλα στην πάνω αριστερή γωνία του εργαστηρίου.

Η ράβδος είναι πακτωμένη, δηλαδή δεν μπορούμε να την μετακινήσουμε. Το φορτίο μπορούμε να το πλησιάζουμε ή να το απομακρύνουμε από την ράβδο με την βοήθεια του ποντικιού.

Για να αρχίσει η προσομοίωση πατήστε το κουμπί 'Εκκίνηση' και για να σταματήσει το κουμπί 'Παύση'.

Αν κάτι πάει στραβά πατήστε το κουμπί ανανέωσης του φυλλομετρητή.

Παρατηρείστε το εσωτερικό της ράβδου

Παρατήρηση της αφόρτιστης ράβδου

Πατήστε το κουμπί της ανανέωσης του φυλλομετρητή (π.χ. Firfox). Το εργαστήριο θα "φορτωθεί" εκ νέου.

Πατήστε το κουμπί "Εκκίνηση" ώστε να ξεκινήσει η προσομοίωση.

Παρατηρείστε την κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων (μπλε μικρές σφαίρες) μέσα στον μεταλλικό αγωγό.

Παρατηρείστε τα σταθερά θετικά ιόντα (κόκκινες σφαίρες). Σε αυτή την προσομοίωση θεωρούνται ακίνητα αλλά στην πραγματικότητα ταλαντώνονται με μικρά πλάτη.

Ερώτηση: Τι συνολικό φορτίο έχει η ράβδος και γιατί;

Ηλέκτριση της ράβδου από θετικό φορτίο

Ηλέκτριση της ράβδου από θετικό φορτίο

Πατήστε το κουμπί της ανανέωσης του φυλλομετρητή (π.χ. Firfox). Το εργαστήριο θα "φορτωθεί" εκ νέου.

Επιλέξτε κατάλληλα στην πάνω αριστερή γωνία ώστε το σφαιρικό φορτίο να είναι θετικό.

Μετακινήστε το σφαιρικό θετικό φορτίο στην δεξιά περιοχή, μακρυά από την ράβδο.

Πατήστε το κουμπί "Εκκίνηση" ώστε να ξεκινήσει η προσομοίωση. Τι παρατηρείτε;

Μετακινείται τώρα το σφαιρικό θετικό φορτίο κοντά στην ράβδο. Περιμένετε ώσπου το σύστημα να έρθει σε ισορροπία. Απαντήστε τις παρακάτω ερωτήσεις.

  1. Όταν το σφαιρικό φορτίο ήταν μακρυά από την ράβδο, με ποιον τρόπο κινιόντουσαν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια;
  2. Όταν το σφαιρικό φορτίο ήταν κοντά στην ράβδο, με ποιον τρόπο κινιόντουσαν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια;
  3. Σε ποια περίπτωση τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινιόντουσαν άτακτα;
  4. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια προτιμούσαν να κινούνται άτακτα σε κάποια επιμέρους περιοχή της ράβδου ή να κινούνται άτακτα όλη την έκτασή της κατά σχετικά ομοιόμορφο τρόπο;
  5. Όταν το σφαιρικό φορτίο είναι κοντά ποια περιοχή της ράβδου προτιμούν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και γιατί;
  6. Όταν η σφαίρα ήταν μακρυά, λέμε ότι η ράβδος δεν είναι ηλεκτρισμένη. Τι σημαίνει αυτό; Πόσο είναι το συνολικό φορτιο της ράβδου;
  7. Όταν η σφαίρα ήταν κοντά, λέμε ότι η ράβδος είναι ηλεκτρισμένη. Τι σημαίνει αυτό; Πόσο είναι το συνολικό φορτίο της ράβδου;

Παρατηρείστε τα σταθερά θετικά ιόντα (κόκκινες σφαίρες). Σε αυτή την προσομοίωση θεωρούνται ακίνητα αλλά στην πραγματικότητα ταλαντώνονται με μικρά πλάτη.

Ηλέκτριση της ράβδου από αρνητικό φορτίο

Ηλέκτριση της ράβδου από αρνητικό φορτίο

Πατήστε το κουμπί της ανανέωσης του φυλλομετρητή (π.χ. Firfox). Το εργαστήριο θα "φορτωθεί" εκ νέου.

Επιλέξτε κατάλληλα στην πάνω αριστερή γωνία ώστε το σφαιρικό φορτίο να είναι αρνητικό.

Μετακινήστε το σφαιρικό αρνητικό φορτίο στην δεξιά περιοχή, μακρυά από την ράβδο.

Πατήστε το κουμπί "Εκκίνηση" ώστε να ξεκινήσει η προσομοίωση. Τι παρατηρείτε;

Μετακινείται τώρα το σφαιρικό αρνητικό φορτίο κοντά στην ράβδο. Περιμένετε ώσπου το σύστημα να έρθει σε ισορροπία. Απαντήστε τις παρακάτω ερωτήσεις.

  1. Όταν το σφαιρικό φορτίο ήταν μακρυά από την ράβδο, με ποιον τρόπο κινιόντουσαν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια;
  2. Όταν το σφαιρικό φορτίο ήταν κοντά στην ράβδο, με ποιον τρόπο κινιόντουσαν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια;
  3. Σε ποια περίπτωση τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινιόντουσαν άτακτα;
  4. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια προτιμούσαν να κινούνται άτακτα σε κάποια επιμέρους περιοχή της ράβδου ή να κινούνται άτακτα όλη την έκτασή της κατά σχετικά ομοιόμορφο τρόπο;
  5. Όταν το σφαιρικό φορτίο είναι κοντά ποια περιοχή της ράβδου προτιμούν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και γιατί;
  6. Όταν η σφαίρα ήταν μακρυά, λέμε ότι η ράβδος δεν είναι ηλεκτρισμένη. Τι σημαίνει αυτό; Πόσο είναι το συνολικό φορτιο της ράβδου;
  7. Όταν η σφαίρα ήταν κοντά, λέμε ότι η ράβδος είναι ηλεκτρισμένη. Τι σημαίνει αυτό; Πόσο είναι το συνολικό φορτίο της ράβδου;

Παρατηρείστε τα σταθερά θετικά ιόντα (κόκκινες σφαίρες). Σε αυτή την προσομοίωση θεωρούνται ακίνητα αλλά στην πραγματικότητα ταλαντώνονται με μικρά πλάτη.