驗電器

國中理化講到電學的時候，會先介紹靜電、驗電器。高中課程的靜電學從庫侖靜電力開始，雖然不講驗電器了，但是還是可以利用驗電器先複習一下靜電的性質。一般驗電器的製作都會使用金箔、鋁箔等，金箔不太容易取得，也找到比較薄的鋁箔也要花點功夫。在此介紹利用廚房用的鋁箔即可製作驗電器的一種方法。

1.      所需材料：透明瓶子（塑膠瓶蓋較佳）、鋁箔（平整的一小張、可揉成一團的一大張）、鋁線（或細鐵絲）、大頭針。

 

2.      製作：

(1)   剪一小片平整的鋁箔紙，大約5cm×8cm，利用細的原子筆心捲成長5cm的細鋁管。（依瓶子大小可調整長度）

 
(2)   捲好後先找細鋁管的質心位置，在偏離質心1～2mm處插入大頭針。插大頭針的位置離質心愈進靈敏度愈高，但不可插在質心處。插的時候要注意盡量通過細鋁管的中心。

 

(3)   取適當長度的鋁線或鐵絲，長度比瓶身高度稍長，多的部分最後再剪掉或彎折即可。先彎折鋁線的一端，形狀如圖，作為細鋁管的支架。

 

(4)   將塑膠瓶蓋挖一剛好可以穿過鋁線的小洞。可以將鋁線尚未彎折的一端加熱，再融穿塑膠瓶蓋。穿過後將鋁線彎折，以免脫離瓶蓋。瓶蓋下方的長度已架上細鋁管後不會碰到瓶底為準。

(5)   取一片鋁箔在瓶蓋上方鋁線露出位置揉成一團包覆突出部分。

 
(6)   放上穿好大頭針的細鋁管（質心位置在大頭針的下方），放進瓶子中，蓋好蓋子就完成了。
 

 
3.      原理及操作
(1)   驗電器瓶中的部分帶電時，因是同性電，會使細鋁管被排斥開。因為大頭針插入的位置在質心上方，重力的力矩與電力力矩平衡時，細鋁管會呈現傾斜狀。
(2)   驗電器不帶電時，細鋁管成鉛直狀。摩擦過的塑膠尺靠近驗電器上方時，細鋁管會變成傾斜狀態。

 
(3)   若先讓驗電器帶電，細鋁管是傾斜的。此時以手觸摸上端，細鋁管會恢復鉛直狀態。
 

 
(4)   以上述簡單的方式測試都成功的話，這個驗電器就可以運作正常了。如果靈敏度不夠，可以再重新找到適當位置插入大頭針。
 
這個驗電器製作可能比利用金箔或薄的鋁箔製作麻煩些，但細鋁管的製作不算難，材料也容易取得，而且還可以順便複習一下質心、力矩平衡等原理。