Der Bandgenerator (van-de-Graff-Generator) - Login St.-Anna-Schule
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<strong>Der</strong> <strong>Bandgenerator</strong><br />
(<strong>van</strong>-<strong>de</strong>-<strong>Graff</strong>-<strong>Generator</strong>)<br />
Durch Reibungs-, Polarisations- und Influenzeffekte bewirkt <strong>de</strong>r<br />
<strong>Bandgenerator</strong> eine Ladungstrennung:<br />
eine Sorte befin<strong>de</strong>t sich in <strong>de</strong>r Kugel,<br />
die an<strong>de</strong>re in <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong>.<br />
Sie haben <strong>de</strong>n Drang, wie<strong>de</strong>r<br />
zusammenzukommen:<br />
Die Spannung beträgt ca.<br />
100000 V = 100 kV !!!!!!!!
Messungen elektrischer Größen mit einem<br />
Digitalmultimeter ("DMM")<br />
Die Programme, mit <strong>de</strong>nen ihr euch auf <strong>de</strong>n Gebrauch echter DMM's vorbereiten sollt,<br />
befin<strong>de</strong>n sich hier:<br />
http://<strong>de</strong>bianna.st-anna-schule.<strong>de</strong>/erne/<br />
-> Physik-Ordner<br />
-> Ordner "elektronik"<br />
<strong>St</strong>artet mit <strong>de</strong>m Wikipedia-Artikel "Multimeter"!<br />
Benutzt anschließend das Programm t_multi.swf, das ihr in "elektronik" fin<strong>de</strong>t:<br />
Welche Eigenschaften hat ein (Digital-) Multimeter („DMM“)?<br />
Was ist bei <strong>de</strong>m Gebrauch eines DMM’s zu beachten?<br />
Erstellt eine Liste von Anwendungs- und Sicherheitsregeln - möglichst knapp!<br />
Testet euer "praktisches" Wissen anschließend mit <strong>de</strong>m Programm Ex_multi.swf !<br />
(Denkt bitte daran, dass je<strong>de</strong>s in <strong>de</strong>r Realität "abgerauchte" DMM repariert o<strong>de</strong>r entsorgt wer<strong>de</strong>n<br />
muss!!!)
Einführung in die Elektrizitätslehre<br />
Die Batterie nennt man (Spannungs- o<strong>de</strong>r <strong>St</strong>rom-) Quelle,<br />
Das ist eine Reihenschaltung<br />
mit zwei Glühlampen.<br />
Glühlampen, Motoren, Wi<strong>de</strong>rstän<strong>de</strong> etc. nennt man Verbraucher.<br />
Das ist exakt dieselbe Schaltung, weil auch hier<br />
die Elektronen auf ihrem Weg von "-" nach "+"<br />
durch bei<strong>de</strong> Lampen fließen müssen.<br />
Aber was verbrauchen die Verbraucher?
Nein, sie verbrauchen keinen <strong>St</strong>rom!!!!!!<br />
Sie verbrauchen auch keine Ladungen.<br />
Dazu folgen<strong>de</strong> Analogie ("Ähnlichkeit"):<br />
Ein elektrischer <strong>St</strong>romkreis ist in vielerlei Hinsicht wie ein geschlossener Wasserkreislauf, in <strong>de</strong>m<br />
Wasser durch eine Pumpe (Druck- "Quelle") in <strong>St</strong>römung versetzt wird ("<strong>St</strong>rom").<br />
<strong>Der</strong> Wasserstrom treibt z.B. ein Schaufelrad an ("Verbraucher").<br />
P<br />
Kein Mensch käme auf die I<strong>de</strong>e, dass das Wasser o<strong>de</strong>r <strong>de</strong>r Wasserstrom verbraucht wür<strong>de</strong>!<br />
Wenn die Pumpe keinen Druckunterschied mehr aufbauen kann, weil ihr die dazu nötige Energie<br />
fehlt, kommt <strong>de</strong>r <strong>St</strong>rom zum Erliegen. Das Rad bleibt stehen.<br />
Ähnlich ist es im <strong>St</strong>romkreis: Die Spannung <strong>de</strong>r Batterie bewegt die elektrischen Ladungen in <strong>de</strong>n<br />
Kabeln. So lange, bis ihr die dazu notwendige (chemische) Energie ausgeht. Dann kommt <strong>de</strong>r<br />
<strong>St</strong>rom zum Erliegen - die Lampe geht aus.
Wenn hier also etwas "verbraucht" wird, dann ist es Energie.<br />
Aber auch diese Formulierung ist physikalisch nicht richtig!<br />
Besser:<br />
Die Energie <strong>de</strong>r Pumpe wur<strong>de</strong> umgewan<strong>de</strong>lt in Bewegunsenergie <strong>de</strong>s Ra<strong>de</strong>s,<br />
die Energie <strong>de</strong>r Batterie wur<strong>de</strong> umgewan<strong>de</strong>lt in Licht und Wärme<br />
(<strong>St</strong>rahlungsenergie und thermische Energie).
Messung elektrischer Größen<br />
Das DMM ("Digitalmultimeter")<br />
Ein DMM kann die wichtigsten elektrischen Größen messen:<br />
Spannungen: Voltmeter (V-Meter)<br />
<strong>St</strong>romstärken: Amperemeter (A-Meter)<br />
Wi<strong>de</strong>rstand: Ohmmeter ( -Meter)<br />
Dazu ist es nötig, die richtigen Anschlüsse und <strong>de</strong>n richtigen<br />
Messbereich zu benutzen. Man beginnt dabei immer mit <strong>de</strong>m<br />
höchsten Messbereich.<br />
Z.B. beim A-Meter mit <strong>de</strong>m Bereich "10 A", das be<strong>de</strong>utet, die<br />
<strong>St</strong>romstärke darf höchstens 10 A betragen. Ist die <strong>St</strong>romstärke<br />
kleiner als <strong>de</strong>r Wert <strong>de</strong>s nächsten Messbereichs (z.B. "200 mA"),<br />
darf auf diesen umgestellt wer<strong>de</strong>n. Dabei wird das Messergebnis<br />
genauer.
Das A-Meter<br />
<strong>Der</strong> gesamte <strong>St</strong>rom muss durch das A-Meter (die Wasseruhr) fließen. <strong>Der</strong> <strong>St</strong>romkreis<br />
muss also an <strong>de</strong>r <strong>St</strong>elle unterbrochen und die Lücke mit <strong>de</strong>m A-Meter wie<strong>de</strong>r geschlossen<br />
wer<strong>de</strong>n.