Thí nghiệm vui · Vật lý 11 · Trường điện
Tụ điện tự chế từ cốc nhựa và giấy bạc
Hai cốc nhựa bọc giấy bạc lồng vào nhau tạo thành một tụ điện tích được điện từ quả bóng bay cọ xát — và phóng ra tia lửa nhỏ “tách”.
🧰 Chuẩn bị
- Hai cốc nhựa giống nhau
- Giấy bạc (giấy nhôm bọc thực phẩm)
- Quả bóng bay
- Mảnh vải len hoặc tóc khô
- Băng dính
🤔 Dự đoán trước khi làm
Cốc tích điện nhiều lần (cọ bóng 5 lần, 20 lần) thì tia lửa phóng ra có khác nhau không?
Ghi dự đoán của em ra giấy, sau khi làm thí nghiệm hãy so sánh xem em đoán đúng không nhé!
🧪 Cách làm
- Bọc giấy bạc kín mặt ngoài của hai cốc (không bọc miệng cốc).
- Lồng hai cốc vào nhau. Gấp một dải giấy bạc dài khoảng 15 cm, đặt chạm lớp giấy bạc của cốc trong và thò ra ngoài làm “cực”.
- Cầm cốc ngoài bằng tay (nối đất). Cọ bóng bay vào vải len rồi chạm bóng vào dải giấy bạc. Lặp lại 10 – 20 lần.
- Một tay vẫn cầm cốc ngoài, đưa ngón tay kia lại gần dải giấy bạc: quan sát và lắng nghe trong phòng tối.
⚠️ An toàn
- Chỉ tích điện bằng bóng bay cọ xát. TUYỆT ĐỐI không nối với ổ điện, pin hay bất kì nguồn điện nào.
- Người có bệnh tim hoặc thiết bị y tế cấy trong người không làm thí nghiệm này.
👀 Hiện tượng
Bấm để xem hiện tượng (sau khi đã làm thí nghiệm)
Khi ngón tay lại gần dải giấy bạc, có tiếng “tách” nhỏ, trong tối thấy tia lửa nhỏ và hơi tê ngón tay. Tích điện càng nhiều lần thì tia lửa càng rõ.
Em quan sát thấy:
💡 Giải thích
Bấm để xem giải thích
Hai lớp giấy bạc là hai bản tụ, thành cốc nhựa là lớp điện môi. Mỗi lần chạm bóng, thêm điện tích được chuyển vào bản trong, bản ngoài (nối với tay) nhiễm điện trái dấu. Điện tích tích được \(Q = CU\); khi hai bản được nối với nhau qua ngón tay, tụ phóng điện tạo tia lửa. Đây là mô hình của bình Leyden — tụ điện đầu tiên trong lịch sử (1745).
Em hãy giải thích hiện tượng bằng kiến thức đã học:
🚀 Thử thêm
- Thử với cốc nhựa dày và mỏng: loại nào tích được nhiều điện hơn? (gợi ý: \(C\) tỉ lệ nghịch với khoảng cách hai bản)
👩🏫 Gợi ý cho thầy cô
Năng lượng tích trữ rất nhỏ, an toàn; có thể kết hợp mô phỏng “Tụ điện phẳng” để thảo luận C = εS/(4πkd).