Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator, zoals in deze video?
Het gaat me specifiek om de volgende twee vragen:
1) is het droge haar hier een geleider of een isolator? Als het een isolator is kan het haar volgens mij niet worden opgeladen, want ladingtransport via de haarschacht, van de haarwortel naar het haaruiteinde, is dan onmogelijk.
2) de video wekt bij mij de indruk dat de voeten van het kind verder weg zijn van de metalen bol dan het hoofd. Waarom stroomt alle lading dan niet naar de voeten i.p.v. het hoofd?
Laatste berichten
-
15:28
Vraag 2009 Juli Vraag 5 5
-
12:51
positie 2
-
10:44
Schroefdraad berekening 8
-
00:15
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
-
21:15
Weerfrustratie 9
-
18:08
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 15
-
23 apr
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 7
-
23 apr
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 3
-
23 apr
De Euro Nederlandse 100 qubit computer komt eraan
-
23 apr
projectiel 8
-
23 apr
Verschil tussen deze 2 vragen 5
-
23 apr
[scheikunde] berekeningen labo vitamine c bepaling 1
-
22 apr
[wiskunde] rode en witte ballen verdelen 8
-
22 apr
Rotatie van het heelal 41
-
22 apr
Muntje opgooien 14
-
21 apr
Reactiviteit silyl enol ethers 1
-
21 apr
Criterium voor vochtretentie
-
21 apr
speciale rel. theorie 5
-
21 apr
Vogels in de stad zijn goede klussers
-
21 apr
Ervaringen met "herontdekkingen" 15
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Moderator: physicalattraction
-
- Moderator
- Berichten: 5.541
-
- Berichten: 703
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Het lijkt mij dat de lading zich verdeelt over het hele oppervlak van het kind. Aan de voeten zie je daar alleen niets van. Je moet ook niet voor niets op een dikke isolerende plaat gaan staan, anders raak je die lading ook meteen weer kwijt.
-
- Berichten: 7.463
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
De lading zal zich in de evenwichtstoestand zo over het huidoppervlak verdelen dat binnen in het lichaam geen resulterend elektrisch veld meer over blijft.
Blijft wel het probleem of haren al dan niet als isolatoren mogen worden beschouwd.
Blijft wel het probleem of haren al dan niet als isolatoren mogen worden beschouwd.
-
- Berichten: 649
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Haar is een hele slechte geleider, behalve als het nat is, maar dan werkt de proef ook niet
Het moet allemaal heel slecht geleiden, het gaat tenslotte om statische elektriciteit, het woord zegt het al.
Kijk maar naar statische geladen plactic vellen, die geleiden absoluut niet maar prima om proefjes te doen met
statische elektriciteit. In principe loopt er dus geen enkele stroom, anders loopt de lading weg, en het effect ook.
Het principe van de proef is laten zien dat gelijke lading elkaar afstoot, hoe groter de lading hoe beter het effect.
De individuele haren hebben allemaal dezelfde lading en stoten elkaar dus af.
Het moet allemaal heel slecht geleiden, het gaat tenslotte om statische elektriciteit, het woord zegt het al.
Kijk maar naar statische geladen plactic vellen, die geleiden absoluut niet maar prima om proefjes te doen met
statische elektriciteit. In principe loopt er dus geen enkele stroom, anders loopt de lading weg, en het effect ook.
Het principe van de proef is laten zien dat gelijke lading elkaar afstoot, hoe groter de lading hoe beter het effect.
De individuele haren hebben allemaal dezelfde lading en stoten elkaar dus af.
Sinds de uitvinding van tijd, hebben we het niet meer, en kunnen we het ook niet meer vinden.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.
-
- Moderator
- Berichten: 5.541
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Als een haar een echte isolator is dan zal hij tijdens de proef ongeladen blijven: er is geen ladingstoevoer mogelijk vanaf de haarwortel.
Toch zie je op de video dat het rechtopstaan van het haar voortdurend verandert, kennelijk door een steeds fluctuerende lading. Dat past niet bij een isolator.
Toch zie je op de video dat het rechtopstaan van het haar voortdurend verandert, kennelijk door een steeds fluctuerende lading. Dat past niet bij een isolator.
-
- Berichten: 649
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Er loopt geen stroom, het is statische electriciteit, geen stroom is weerstand oneindig ,
Als er wel stroom zou lopen was het te gevaarlijk.
De weerstand is niet oneindig in dit geval maar vele megaOhms, en omdat er delen van je
lichaam wel geleiden sta je op een rubberen plaat om elke vorm van een lopende stroom te voorkomen.
Je kan soortelijke proefjes doen bijvoorbeeld met een staaf plastic of glas die je op wrijft, (en dat zijn echt geen geleiders),
en houdt die bij papier of haren, dan zie je gelijke effecten.
Als er wel stroom zou lopen was het te gevaarlijk.
De weerstand is niet oneindig in dit geval maar vele megaOhms, en omdat er delen van je
lichaam wel geleiden sta je op een rubberen plaat om elke vorm van een lopende stroom te voorkomen.
Je kan soortelijke proefjes doen bijvoorbeeld met een staaf plastic of glas die je op wrijft, (en dat zijn echt geen geleiders),
en houdt die bij papier of haren, dan zie je gelijke effecten.
Sinds de uitvinding van tijd, hebben we het niet meer, en kunnen we het ook niet meer vinden.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.
-
- Berichten: 7.463
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Een absolute isolator kan niet worden opgeladen. Wel kan in een absolute isolator een dipoolveld worden geïnduceerd, maar dat leidt dan niet tot een afstotende maar tot een aantrekkende kracht.
-
- Berichten: 649
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Zijn er eigenlijk absolute geleiders? (buiten vacuum), maar ik heb de Ohm meter opgezocht en een paar haren opgezocht:
mijn HP meter gaf buiten bereik, het was meer dan 10 Giga Ohm.
mijn HP meter gaf buiten bereik, het was meer dan 10 Giga Ohm.
Sinds de uitvinding van tijd, hebben we het niet meer, en kunnen we het ook niet meer vinden.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.
-
- Berichten: 7.463
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Het gaat erom of de weerstand "laag" genoeg is om binnen afzienbare tijd de opbouw van oppervlaktelading toe te laten. In principe heb je per haar een RC-kring.
-
- Berichten: 649
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Zo kan je het ook zien, het lichaam als geheel, is een condensator, tov aarde.
dan kan je de formule Q=C*U toepassen. Wat zal de capaciteit zijn ? enkele pico Farad ?
De capaciteit is heel klein tov aarde dus je hebt heel kleine Q nodig om een behoorlijke spanning (U) op te bouwen,
je laad het lichaam (condensator) dan op met een uiteindelijke statische lading,
Als je het zo beschouwd, loopt er korte tijd ( RC tijd) een zeer kleine lading het lichaam in, en daarna stopt het, als
het lichaam( condensator ) is opgeladen.
Maar blijft wel dat de haren de zelfde lading krijgen en elkaar dus afstoten en recht overeind gaan staan.
dan kan je de formule Q=C*U toepassen. Wat zal de capaciteit zijn ? enkele pico Farad ?
De capaciteit is heel klein tov aarde dus je hebt heel kleine Q nodig om een behoorlijke spanning (U) op te bouwen,
je laad het lichaam (condensator) dan op met een uiteindelijke statische lading,
Als je het zo beschouwd, loopt er korte tijd ( RC tijd) een zeer kleine lading het lichaam in, en daarna stopt het, als
het lichaam( condensator ) is opgeladen.
Maar blijft wel dat de haren de zelfde lading krijgen en elkaar dus afstoten en recht overeind gaan staan.
Sinds de uitvinding van tijd, hebben we het niet meer, en kunnen we het ook niet meer vinden.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.
-
- Berichten: 656
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Klopt zo heb ik het ook geleerd en meteen een link erbij gezocht
https://nl.wikipedia.org/wiki/Statische_elektriciteit#Verschijnselen_in_de_praktijk
https://nl.wikipedia.org/wiki/Statische_elektriciteit#Verschijnselen_in_de_praktijk
-
- Moderator
- Berichten: 8.166
-
- Moderator
- Berichten: 5.541
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Goed, beschouw het haar als een isolator. Zou je dan een schatting kunnen maken van de elektrische spanning die nodig is voor het rechtop gaan staan van het haar?
Links een condensator gevuld met een dielectrisch materiaal met permittiviteit ε=εrε0. De lading van de condensator is Q=CU, waarbij U de spanning is en C de capaciteit, C=εA/d. Het dielectricum wordt gepolariseerd door het E-veld.
De elektrische aantrekkingskracht van de bovenste condensatorplaat op de geladen bovenkant van het dielectricum is Fe = QE = QU/d = CU2/d = εAU2/d2.
Rechts is een enkele haar tussen de condensatorplaten getekend. De haar wordt gepolariseerd door het E-veld. De elektrische kracht die de geladen bovenkant van de haar omhoog trekt is Fe = Q'E = Q'U/d = CU2/d = εA'U2/d2. De zwaartekracht is Fz = (ρA'd)gd = ρgA'd2. De elektrische kracht is even groot als de zwaartekracht als εA'U2/d2 = ρgA'd2, dus U = √(ρgd4/ε).
Voor mensenhaar kan ik ε en ρ niet zo gauw vinden, daarom maar een polyester haar, met ρ=1400 kg/m3 en εr=3 (en ε0=9.10-12). Dan gaat de haar rechtop staan bij U = 200 kV. De grootteorde van deze schatting is niet heel slecht, maar ik moet de berekening nog eens controleren.
- Statischhaar.png (3.72 KiB) 2868 keer bekeken
Links een condensator gevuld met een dielectrisch materiaal met permittiviteit ε=εrε0. De lading van de condensator is Q=CU, waarbij U de spanning is en C de capaciteit, C=εA/d. Het dielectricum wordt gepolariseerd door het E-veld.
De elektrische aantrekkingskracht van de bovenste condensatorplaat op de geladen bovenkant van het dielectricum is Fe = QE = QU/d = CU2/d = εAU2/d2.
Rechts is een enkele haar tussen de condensatorplaten getekend. De haar wordt gepolariseerd door het E-veld. De elektrische kracht die de geladen bovenkant van de haar omhoog trekt is Fe = Q'E = Q'U/d = CU2/d = εA'U2/d2. De zwaartekracht is Fz = (ρA'd)gd = ρgA'd2. De elektrische kracht is even groot als de zwaartekracht als εA'U2/d2 = ρgA'd2, dus U = √(ρgd4/ε).
Voor mensenhaar kan ik ε en ρ niet zo gauw vinden, daarom maar een polyester haar, met ρ=1400 kg/m3 en εr=3 (en ε0=9.10-12). Dan gaat de haar rechtop staan bij U = 200 kV. De grootteorde van deze schatting is niet heel slecht, maar ik moet de berekening nog eens controleren.
-
- Berichten: 7.463
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
Als ik het goed begrijp berust jouw verklaring op elektrostatische inductie waarbij de haren als elektrische dipolen langs de elektrische veldlijnen van het geladen lichaam omhoog gaan staan. Het opladen van de haren vanuit het lichaam is daarbij niet aan de orde. Als je verklaring juist is zou een enkele losse haar die in de buurt van (maar niet rakend aan) een opgeladen persoon met een kaal hoofd gehouden wordt ook "omhoog" moeten gaan staan.
-
- Moderator
- Berichten: 8.166
Re: Waarom gaat hoofdhaar overeind staan bij een vandegraaffgenerator?
De elektrische kracht die de geladen bovenkant van de haar omhoog trekt .... is even groot als de zwaartekracht
Ik denk niet dat dit tot een juist model leidt. Foto's als deze:
- haar.jpg (118.21 KiB) 2870 keer bekeken
Zijn met deze 'veldlijnen' benadering m.i. niet correct te verklaren, de lijnen zouden dan samenkomen in het hoofd.
Het beeld is wel goed te verklaren door het haar te beschouwen als een groot aantal elektroscopen, waarbij iedere haar door het elektrostatische veld de grootst mogelijke afstand tot de buurharen inneemt.
