Физика в играх: увлекательные опыты и эксперименты - Бруно Донат
Одно электричество, получаемое от стеклянной палочки, условно названо положительным. Обозначают его знаком плюс (+). Другое электричество, получаемое от сургучной палочки, принято называть отрицательным электричеством. Обозначают его знаком минус (-). Эти знаки всегда употребляют и в статьях об электричестве, и при изображении электрических аппаратов на рисунках и чертежах.
Многочисленными опытами было установлено, что существует только два этих вида электричества, какими бы способами мы его ни добывали.
Электрофор. Электричества, которое мы получаем, натирая стеклянную или другие палочки, очень немного. Чтобы получить значительное количество электричества, пользуются специальным прибором, называемым электрофором, или всевозможными машинами, дающими электричество.
Электрофор нетрудно соорудить самому.
Сделайте из жести круглый таз (рис. 100) диаметром в 20 сантиметров и высотой в 3 сантиметра. В этот таз положите столько толченой канифоли, чтобы, когда она растопится, уровень ее был примерно на 1 сантиметр ниже края тазика. Канифоль легко воспламеняется, поэтому ее надо растапливать на не очень горячем месте плиты.
Можно расплавить канифоль в глубокой закрытой кастрюле, а затем вылить в таз. Таз с расплавленной канифолью поставьте горизонтально, чтобы так же горизонтально застыла канифоль.
Когда канифоль застывает, следите за ней и, если на поверхности будут появляться пузырьки, прокалывайте их иглой — тогда канифоль застынет совершенно гладко. Так как чистая канифоль легко дает трещины при остывании, к ней надо прибавить немного воска.
Когда таз с канифолью будет готов, приготовьте металлический круг немного меньшего диаметра, чем таз. В середине этого круга припаяйте жестяной цилиндр с изолирующей ручкой. Ручку лучше всего сделать из стеклянной трубки и вклеить ее в цилиндр сургучом или какой-нибудь смолой. Металл для круга выберите потолще и по линии окружности хорошенько закруглите его напильником и наждачной бумагой, чтобы нигде не было острых краев.
Можно сделать электрофор и еще проще. Нужно налить канифоль в какую-нибудь подходящую жестяную тарелку, а вместо металлического круга взять кружок из толстого картона или тонкой фанеры, оклеив его аккуратно оловянной фольгой с обеих сторон. Не забудьте также оклеить и края кружка. Вместо стеклянной ручки можно взять палочку сургуча. Конечно, результаты с таким упрощенным электрофором будут немного хуже.
Натрите хорошенько поверхность канифоли сухой шелковой материей или, еще лучше, сильно поколотите ее кусочком лисьего меха — канифоль уже заряжена. Конечно, это заряд отрицательного электричества, как мы условились его называть. Наложите на поверхность канифоли металлический круг, дотроньтесь до него пальцем, затем отнимите палец, а потом поднимите круг за ручку. Теперь и круг зарядился электричеством. Попробуйте легонько поднести к этому кругу палец. Когда палец будет близко от круга, произойдет разряд.
Электричество круга соединится с отрицательным электричеством земли через палец — проводник, и вы увидите молнию в миниатюре.
Между кругом и пальцем проскочит маленькая искра, и раздастся слабенький треск.
Накладывая круг на канифоль, прикасаясь к нему пальцем и снова поднимая, вы можете несколько раз зарядить его электричеством. Наконец заряд электричества в канифоли ослабеет, и ее придется снова натирать мехом. Электрофор разряжается оттого, что отрицательное электричество канифоли соединяется с положительным электричеством влажного воздуха.
Рис. 100
Мы сейчас говорили «положительное электричество воздуха», «отрицательное электричество земли», точно они оба, эти электричества, одновременно находятся в воздухе и в земле. Оно так и есть в действительности: электричество есть во всех телах, а не только в воздухе и земле.
Раньше мы сказали, что два разных электричества как бы взаимно уничтожаются, «поглощают» друг друга. Это не значит, что они уничтожаются окончательно. При соединении они как бы «парализуют» друг друга, но не исчезают. Предположим, вы возбудили сильный заряд отрицательного электричества на поверхности электрофора. Когда вы наложите на него металлический кружок, сейчас же к электрофору и притянется положительное электричество кружка из того запаса, который имеется в кружке.
То электричество, которое содержится в кружке, распределяется так, что часть положительного электричества тотчас же перемещается в сторону электрофора, а равная ему часть отрицательного отходит к наружной поверхности кружка. Прикосновением пальца вы отводите это отрицательное электричество в землю.
Размещение положительного и отрицательного электричества в электрофоре показано на рис. 100, справа.
Электрическая машина. В некоторых электрических машинах электричество добывают трением.
Такую небольшую электрическую машину нетрудно сделать самому.
Готовая машина показана на рис. 101, А. Из доски толщиной в 1 сантиметр выпилите основание машины. Длина основания 25–30 сантиметров, ширина — 18 сантиметров. Из такой же доски выпилите еще две стойки высотой по 18 сантиметров, снизу пошире, кверху поуже (рис. 101, Б). В верхних концах стоек просверлите такие отверстия для оси, чтобы ось свободно проходила в них, но не болталась.
Стойки приклейте к основанию, как показано на рисунке. Но когда приклеите стойки, уже нельзя будет вставить ось с кругом. Поэтому пропилите верхушку одной стойки как раз через отверстие. По размеру отпиленного кусочка сделайте деревянную приставку и на винтах прикрепите ее к стойке после того, как вставите ось (рис. 101, В).
Чтобы ось не болталась из стороны в сторону, по обе стороны одной из стоек (лучше разрезанной) наклейте на ось деревянные кольца (рис. 101, Г). Ось сделайте из железной проволоки толщиной в 8-10 миллиметров. На одном конце ее должна быть изогнутая ручка. Смотрите только, чтобы ось была совершенно прямой. Стеклянный круг диаметром в 20 сантиметров укрепляется на оси двумя деревянными кружками с обеих сторон. Эти кружки и стеклянный круг лучше всего приклеить шеллаком.
Стеклянный круг с отверстием посредине вам, пожалуй, не сделать самому. Попробуйте заказать его в мастерской, шлифующей стекло.
Теперь изготовьте приспособление для трения. Оно видно на рисунке. Это две подушки, прижатые к обеим сторонам стеклянного кружка. Подушки должны быть оклеены короткошерстным и нежирным мехом или просто толстой замшей. Но замшу надо сначала амальгамировать. Амальгама приготовляется так. Налейте немного ртути на обрезки цинка, когда ртуть растворит цинк, натрите замшу этим составом.
Рис. 101
Подушки электрической машины называются щетками. Две щетки соединяются изогнутой П-образной пластинкой и привинчиваются к ней или приклеиваются. Пластинка привинчивается к короткому круглому деревянному бруску, который потом вклеивается на шеллаке или сургуче в обрезок толстой стеклянной трубки (рис. 101, Д). Трубка вклеивается в подставку под кругом.
Постарайтесь сделать всю работу аккуратно, чтобы подушки нажимали равномерно на обе стороны круга. Тогда машина будет прекрасно работать. Как только вы завертите кружок за ручку, он
