Btn mobile menu gray

Elektriciteit - Een zoektocht naar eigenschappen

Mensen zijn in staat om steeds ingewikkelder elektrische apparaten te bouwen. Daar is veel kennis van elektriciteit voor nodig. Hoe men aan die kennis is gekomen kun je lezen in dit artikel. De beschrijving bestaat uit een reeks experimenten die mensen in het verleden, de meeste in de 17e en 18e eeuw, werkelijk hebben uitgevoerd. Na elk experiment begreep men iets meer van elektriciteit.

Wil je ook meer begrijpen over elektriciteit, dan kun je deze experimenten opnieuw uitvoeren. Misschien wil je daarna wel een presentatie geven waarin je met demonstraties deze kennis op je publiek overbrengt.

Je hebt de volgende materialen nodig:

  • PVC-buis (lengte ±30 cm)
  • Wollen doek
  • Papiersnippers (confetti) of tempex bolletjes
  • Houten stok die past in de PVC-buis 
  • Verschillende soorten materialen
  • IJzergaren
  • Elektroscoop

Bron: Dreamstime.com

Start van het onderzoek

Het is allemaal begonnen met het waarnemen van een verschijnsel dat voor het eerst werd beschreven door Thales van Milete (±600 v.Chr.).

Experiment 1

1. Wrijf met een doek over een PVC-buis
2. Hou de buis boven papiersnippers (confetti) of tempex bolletjes.

Wat neem je waar?

 

Je kunt je voorstellen dat mensen nieuwsgierig werden en op zoek gingen naar andere stoffen die door wrijven ook elektrisch te laden zijn.

 

Experiment 2

1. Verzamel zoveel mogelijk materialen die je kunt wrijven met een doek
2. Onderzoek of deze materialen door wrijven elektrisch te laden zijn

In 1729 deed de Engelsman Stephen GRAY (1666-1736) bij dit soort experimenten een toevallige ontdekking toen hij een glazen pijp afsloot met en kurk. Hij deed dat om stof tegen te houden. Wat hij toen waarnam kun je herontdekken in het volgende experiment.

Experiment 3

1. Sluit een kant van de PVC-buis af met een goed sluitende houten stok
2. Wrijf het uiteinde van de PVC-buis met een doek
3. Kijk goed naar de confetti. Wat gebeurt er?

Na zijn ontdekking stelde Gray zichzelf twee vragen:

  1. Zijn er nog meer stoffen die elektrische lading kunnen doorgeven?
  2. Kun je een metalen voorwerp toch elektriseren door vanuit een ander geladen voorwerp een beetje elektrische lading door te geven?

Twee vragen die hij met twee experimenten probeerde te beantwoorden. Omdat in beide experimenten de hoeveelheid doorgegeven elektrische lading mogelijk klein is, maakte hij gebruik van een elektroscoop.

Bij de eerste vraag ging hij op zoek naar stoffen die elektrische lading kunnen doorgeven.

Experiment 4

1. Bouw de volgende opstelling en verzamel een aantal stoffen om te onderzoeken

2. Onderzoek welke stof elektrische lading door kan geven en welke niet

 

De tweede vraag gaat over het elektriseren van metalen voorwerpen. Kan dat?

Experiment 5

1. Bouw de volgende opstelling met een willekeurig metalen voorwerp (hier: aluminium pan)

2. Ontdek zelf dat je door wrijven van de PVC-buis het metalen voorwerp kunt elektriseren

3. Wat gebeurt er als je nu het metalen voorwerp aanraakt? Kun je dat verklaren?

 

Je kent nu twee manieren om voorwerpen elektrisch te laden:

MANIER 1 (rechtstreeks)

  • Door het voorwerp te wrijven met een doek 
  • Deze manier pas je toe bij isolatoren zoals pvc, glas en perspex

MANIER 2 (niet rechtstreeks)

  • Door het voorwerp, geïsoleerd van aarde, te laden via een geleidende verbinding met een ander geladen voorwerp. 
  • Deze manier pas je toe bij geleiders zoals metalen voorwerpen.

Deze ontdekkingen deed Gray in 1729. Hij wist niet wat er in een stof gebeurde als het elektrische lading doorgaf. Toch bleken zijn experimenten en ontdekkingen van onschatbare waarde voor latere onderzoekers.

Na deze vijf experimenten heb je voldoende kennis over elektriciteit om te begrijpen hoe mensen experimenteerden met de eerste elektrische generatoren. Het eerste type is rond 1660 gebouwd door Otto von Guericke en bestond uit een draaiende zwavelbol waar met droge handen over gewreven werd (zie figuur).

 

Je kunt deze machine nabouwen en er vervolgens volop mee experimenteren.
Suggesties voor het bouwen van de generator en een voorbeeld van zo’n experimentenreeks vind je in De eerste elektrische generator.