эксперимент с разобранной лейденской банкой

[jayrandom]

Нашёл упоминание о любопытном эксперименте, которого нам в школе, кажется, не показывали.

На словах. Франклин придумал особенный вид лейденской банки - сборно-разборный её вариант (без воды). А опыт такой: банку заряжают очень сильным напряжением, потом осторожно разбирают и дают детям: одну металлическую половинку посылают вдоль первого ряда, вторую половинку - вдоль третьего. Дети их натурально руками трогают и, по идее, должны бы заряжаться, а железяки разряжать. Потом обе половинки передаются обратно к учителю на стол, он осторожно соединяет терминалы - и происходит неожиданный бабах. На вопрос, где хранился бабах, современная наука отвечает: "в изоляторе, оставшемся на учительском столе".

Интересно было бы пронаблюдать, как к этому пришли. Т.е. верно ли, что (1) собрав новую банку из участвовавших в опыте железяк и не участвовавшего изолятора, бабах вызывать не удастся и, наоборот, (2) собрав банку из не участвовавших в опыте железяк и участвовавшего изолятора, бабах гарантирован.

Comments

[biglebowsky.livejournal.com]

Re: "где хранился бабах"

Ну, знаете ли, в таких терминах говорить о конденсаторах нельзя.
Потому как, обычно, в конденсаторе ЗАРЯД хранится на поверхности пластин, а ЭНЕРГИЯ хранится в электрическом поле между пластинами.
Если между пластинами не вакуум, а диэлектрик, то часть энергии можно запасти в виде упругости молекул диэлектрика.
Что такое упомянутый Вами "бабах", я не понял. Если Вы имели в виду звук, то он нигде не хранился - звук возникает в момент разряда.

Данный опыт - это отголосок старинной дискуссии на тему, где хранится ЗАРЯД.

Вкратце, история вопроса выглядит так.

Первые лейденские банки заполнялись водой.
Было предположено, что электрический заряд хранится в воде.
Предположение оказалось неверным.

Франклин сдлелал разборную банку (без воды), провел описанный эксперимент. Кстати, эксперимент много эффектнее, чем Вы рассказали - после разборки банки металлические части складывают вместе, и никакой искры не возникает.
На основании данного опыта Франклин предположил, что заряд хранится в диэлектрике.
Предположение оказалось неверным.

На самом деле.
При разборке возникает коронный разряд (пробой воздуха), и заряд с металлических частей перетекает на поверхность стекла.
При сборке - еще один коронный разряд в обратном направлении.

Для этого эффекта очень существенны свойства стекла: обычное стекло гидрофильно, имеет некое количество молекул воды на поверхности и способно очень хорошо хранить на поверхности заряд.

В эксперименте с парафиновым изолятором или прокаленным стеклом (вода с поверхности удалена) так разобрать банку не удается - заряд остается на металлических частях.

http://en.wikipedia.org/wiki/Leyden_jar
https://www.youtube.com/watch?v=gPXv063O5B8

[jayrandom.livejournal.com]

Это объяснение (в том числе и про поверхность стекла) я читал в той же википедии, и оно меня не удовлетворило. Человек трогает все три разделённые компоненты рукой, и почему-то разряда не вызывает. Этих фактов мало, чтобы утверждать, что мы симметрично зарядили изолятор.

Меня тут очень конкретно интересуют ответы на вопросы (1) и (2) - они бы добавили фактической информации для размышления, а также дополнительные вопросы:

(3) что произойдёт, если металлическим замыкателем (как в "зелёном видео") коснуться одновременно внутренней и внешней поверхности (предположительно заряженного) изолятора?

(4) что произойдёт, если соединить внутреннюю банку с внешней стороной (предположительно заряженного) изолятора?

(5) что произойдёт, если соединить внешнюю банку с внутренней стороной (предположительно заряженного) изолятора?

[biglebowsky.livejournal.com]

1) Искры не будет
2) Искра будет
3) Небольшой заряд перетечет с одной поверхности изолятора на другую, изолятор частично разрядится. Потому как площадь касания маленькая.
Вот если потереть всю поверхность изолятора, то изолятор разрядится полностью. https://www.youtube.com/watch?v=e2EWeOVCO5o
4) заряд с той части поверхности изолятора, котрая была в непосредственном контакте с металлом, перетечет на металл
5) заряд с той части поверхности изолятора, котрая была в непосредственном контакте с металлом, перетечет на металл

[jayrandom.livejournal.com]

Спасибо, видео интересное. Интересно, как это он не испугался "стереть" рукой заряд с изолятора?

[b-my.livejournal.com]

Это безопасно и нечувствительно, потому что время "стирания" очень большое (в масштабе заряда), следовательно, ток - маленький.
Если коснуться металла, то расходуется _весь_ заряд _ одномоментно (ну то есть, время разряда определяется RC-цепочкой, а и R, и С - очень малы). Поэтому металл - бьётся, а искра с изолятора (типа хорошо начёсаной кошки) - нет.

[azgar.livejournal.com]

Подозреваю, что если коснуться проводником обеих поверхностей изолятора, ничего особенного не произойдёт. Потому что заряд размазан по поверхности стекла, проводник снимет очень небольшую его часть.