учебный прибор для определения параметров электростатического заряда

Формула изобретения

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ЗАРЯДА, содержащий шар-кондуктор с внутренним стержнем, укрепленный на одном конце металлической трубки, установленной вторым концом, расположенным в изолирующей втулке, внутрь корпуса, отличающийся тем, что он снабжен усилителем и размещенным внутри корпуса динамическим конденсатором, первая обкладка которого электрически соединена с вторым концом металлической трубки, а вторая обкладка электрически связана с входом усилителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к учебным приборам по физике и может быть использовано при проведении лабораторных работ.

Известен прибор для определения параметров электростатического заряда, содержащий шар-кондуктор с внутренним стержнем, укрепленный на одном конце металлической трубки, установленной вторым концом, расположенным в изолирующей втулке, внутрь корпуса.

Недостатками известного устройства являются его невысокие демонстрационные возможности.

Целью настоящего изобретения является повышение демонстрационных возможностей путем повышения чувствительности и ускорения измерений электростатического заряда.

На чертеже представлен учебный прибор для определения параметров электростатического заряда. Металлический шар-кондуктор 1 с отверстием 2 и внутренним стержнем 3 для передачи электростатического заряда укреплен на конце проводящей трубки 4. Проводящая трубка через изолирующую втулку 5 входит внутрь металлического корпуса 6. Внутри корпуса размещен динамический конденсатор 7, одна обкладка которого соединена с металлической трубкой, а вторая выведена на усилитель.

Учебный прибор работает следующим образом. При заряжении шара-кондуктора 1 часть его заряда переходит на одну обкладку динамического конденсатора 7, а на другой обкладке конденсатора накапливается компенсирующий заряд противоположного знака. При периодическом изменении емкости динамического конденсатора, за счет колебаний одной из его обкладок, синхронно изменяется и компенсирующий заряд. Амплитуда этого изменения, регистрируемая усилителем, пропорциональна величине заряда, переданного шару-кондуктору.

Положительный эффект еще больше усиливается (за счет снижения паразитного сигнала, индуцируемого на соединительном проводе между динамическим конденсатором и усилителем), если усилитель размещен внутри корпуса, вне динамического конденсатора.

Данный учебный прибор позволяет регистрировать величину и знак малых зарядов, возникающих на окружающих предметах, например, при их трибоэлектризации, а также демонстрировать опыты по всем разделам электростатики в курсе электричества. Благодаря большей чувствительности прибора можно измерять взаимные емкости отдельных проводящих предметов, демонстрировать принципы суперпозиции и зеркальных изображений в курсе электричества, измерять статическую диэлектрическую проницаемость вещества.

Размещение электронного усилителя внутри корпуса позволяет снизить паразитный сигнал, индуцируемый на соединительном проводе между динамическим конденсатором и усилителем, что позволяет повысить чувствительность измерений.