زنگ با برق فشار قوی

این وسیله یك موتور است كه با برق فشار قوی فعال می شود و شبیه ناقوس عمل می كند. در این وسیله زبانه ای متناوباً از یك قوطی به قوطی دیگر برخورد می كند. این كار چندین بار در ثانیه صورت می گیرد. گاهی مواقع نیز جرقه ای آبی رنگ از یك قوطی به قوطی دیگر زده می شود، كه بر جذابیت پروژه می افزاید.

توصیه می شود برای این فعالیت پژوهشی اولیاء محترم نیز كمك كنند.

وسایل مورد نیاز

١- دو قوطی نوشابه خالی ٢- یك میله پلاستیكی شبیه قلم خودكار ٣- نخ خیاطی به طول ١٣ سانتیمتر ٤- یك جفت ورق آلومینیومی مربع شكل به ابعاد (حدودی) ٤٠ سانتیمتر یا ورق مستطیل شكل به مساحت ١٦٠٠ سانتیمتر مربع ٥- نوار چسب شفاف ٦- دو تكه سیم (اگر سیم سوسماری باشد بهتر است)

در تصویر زیر هر آنچه كه باید انجام دهید را می بینید.

درب هر دو قوطی را برداشته و یكی از درب ها را دور بیاندازید.

نخ را به درب یكی از قوطی ها گره بزنید. با نوار چسب سر دیگر نخ را به وسط میله پلاستیكی بچسبانید. از این به بعد ما به این درب، زنگوله می گوییم.

میله پلاستیكی را بر روی دو قوطی قرار دهید، به طوری كه زنگوله حدود ٢.٥ سانتیمتر از سطح میز فاصله داشته باشد.

سر لخت یكی از سیم ها را به قوطی چپی وصل كنید. این "سیم زمین" است، سر دیگر این سیم را به زمین (مثل شیر سرد آب یا بدنه فلزی كامپیوتر) وصل كنید. اگر اتصال زمین خوبی وجود نداشت، شما می توانید این سیم را با دست بگیرید، زیرا بدن شما برای این دستگاه می تواند به خوبی به عنوان "اتصال زمین" عمل كند.

سیم دیگری را به قوطی راستی وصل كنید. سر دیگر این سیم باید به منبع برق فشار قوی وصل گردد! این ساده تر از آن است كه به نظر می رسد، زیرا وقتی شما به تلویزیون (یا نمایشگر كامپیوتر) نگاه می كنید، یك منبع مطمئن برق فشار قوی در مقابل شما قرار دارد.

در تصویر زیر می بینید كه دستگاه روی تلویزیون قرار داده شده است و ورق آلومینیومی نیز روی صفحه TV قرار دارد. این ورق به صفحه می چسبد، زیرا صفحه TV به شدت بار دار است. حال سر آزاد سیم راستی را به ورق آلومینیومی وصل نمایید.

با روشن كردن تلویزیون دستگاه به كار می افتد. زنگوله به سمت یكی از قوطی ها منحرف می شود، سپس به سمت قوطی دیگر می رود، و این كار مرتباً تكرار می گردد.

این دستگاه چگونه كار می كند؟

در داخل تلویزیون، برق فشار قوی الكترون ها را با سرعت زیاد به سمت صفحه پرتاب می كند، و بدین ترتیب تصویر تشكیل می گردد. با قرار دادن یك رسانای بزرگ روی صفحهTV، یك خازن به دست می آید، و مقداری از بار ورق آلومینیومی به یكی از قوطی ها منتقل شده و ذخیره می شود. ولتاژ زیاد است اما جریان آن خیلی كم می باشد، بنابراین با لمس ورق آلومینیومی (یا دستگاهی كه ساخته اید) صدمه ای به شما وارد نمی گردد (تقریباً شبیه وقتی است كه بر روی فرش راه می روید و سپس به دستگیره در، دست میزنید).

قوطی راستی به برق فشار قوی وصل است. قوطی چپی به زمین وصل می باشد و تمام ولتاژ و باری كه جذب می كند را به زمین می فرستد، و باز برای جذب ولتاژ بعدی آمادگی دارد.

در ابتدا زنگوله و قوطی چپی هیچ باری ندارند. اصطلاحاً می گوییم در "پتانسیل زمین" هستند.

به وسیله ورق آلومینیومی متصل به صفحهTV، قوطی راستی با الكترون های بسیار زیادی باردار می شود. این الكترون ها، بارهای منفی (الكترون) روی زنگوله را می رانند، و در نتیجه بارهای مثبت هسته را جذب می كنند.

الكترون های زنگوله به سمت چپ (دور از قوطی متصل به برق فشار قوی) حركت می كنند. این باعث می شود سمت راست زنگوله مثبت تر از سمت چپ آن شود. سمت مثبت زنگوله جذب قوطی راستی با بار منفی می شود، و بدین ترتیب با آن تماس پیدا می كند.

به محض تماس، الكترون های قوطی به زنگوله منتقل می شوند، و به همان ولتاژ قوطی راستی می رسند. اكنون زنگوله و قوطی یك ولتاژ دارند، بارهای هم نوع یكدیگر را دفع می كنند. بدین ترتیب زنگوله از قوطی راستی دفع می شود و به سمت قوطی چپی حركت می كند.

پس از برخورد زنگوله به قوطی چپی، تمام الكترون های اضافی زنگوله به قوطی چپی منتقل شده، و سپس به زمین می رود. اكنون زنگوله خنثی است، و مجدداً به سمت قوطی راستی جذب می شود، و كل این فرآیند مجدداً تكرار می گردد.

یك مدل جالب

دستگاهی كه در بالا ساختیم "زنگ فرانكلین" نام دارد. طراح این دستگاه بنیامین فرانكلین است. وی از این دستگاه برای آشكار كردن صاعقه بهره جست. وی یك برق گیر بر روی سقف خانه اش نصب نمود، و سیمی از آن به دستگاه فوق وصل كرد. طرف دیگر دستگاه را نیز به زمین وصل كرد. بدین ترتیب فرانكلین ثابت نمود كه صاعقه بر اثر عبور بار بوجود می آید.

البته فرانكلین در ٤٠٠ سال پیش از قوطی نوشابه استفاده نكرد، بلكه به جای آن زنگ گذاشت.

در این تصویر، چنین مدلی را می بینید كه به دستگاهTV وصل شده است. در اینجا یكی از زنگ ها به ورق آلومینیومی و زنگ دیگر به زمین وصل شده است.

بازگشت