Influenzmaschine: Unterschied zwischen den Versionen
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Bei einer Influenzmaschine handelt es sich um einen elektrostatischen Generator, der zur Erzeugung von hohen Spannungen das Prinzip der Landungstrennung durch Influenz nutzt. | Bei einer Influenzmaschine handelt es sich um einen elektrostatischen Generator, der zur Erzeugung von hohen Spannungen das Prinzip der Landungstrennung durch Influenz nutzt. | ||
=== Aufbau und Funktionsweise === | |||
Die Influenzmaschine (siehe Abbildung) besteht aus zwei gleich großen Acrylglasscheiben mit gleich großen Stanniolplatten im regelmäßigen Abstand. Diese sind mit einem geringen Abstand auf einer horizontalen Drehachse gelagert. Die zwei Querleiter mit Metallpinseln auf der Vorder- und Rückseite verbinden gegenüberliegende Streifen elektrisch miteinander. Die Querleiter sind idealerweise um etwa 45° gegen die Horizontale verkippt und der vordere und der hintere stehen etwa senkrecht zueinander. An den Isolierleisten vorne und hinten befinden sich zusätzlich vier Metallbürsten, jweils eine links und eine rechts, die einige Millimeter (einstellbar) von den Scheiben entfernt sind. Diese vier Metallbürsten sind über Bügel elektrisch leitend mit den Elektrodenstangen verbunden. Über die beiden Schalthebel können die beiden Leidener Flaschen (Kondensatoren) hinzu geschaltet werden. Über den Trennschalter können die beiden Leidener Flaschen verbunden oder getrennt werden. Angetrieben werden die Kunststoffscheiben durch eine Kurbel mit zwei Antriebsriemen auf der Rückseite. Einer der beiden Antriebsriemen läuft überkreuz, sodass sich die beiden Acrylglasscheiben gegenläufig drehen. | |||
Eine durch Fluktuationen bedingte schwache Aufladung der Staniolstreifen wird bei der gegenläufigen Rotation der Scheiben durch Influenzvorgänge verstärkt, bis es zu Funkenschlägen an den Elektroden (Abb. 2: F) kommt. | |||
Wenn beispielsweise der Metallbelag A1 auf der vorderen Scheibe gegenüber dem Pinsel D1 positiv aufgeladen ist, wird auf dem gegenüberliegenden Metallbelag B1 auf der hinteren Scheibe eine negative Ladung influenziert und eine gleich große positive Ladung fließt über die Pinsel D1 und D2 und den Querleiter D zum diametral gegenüberliegenden Metallbelag B1 ab. Dort bindet sie auf den gegenüberliegenden Metallbelag A1 eine entsprechende negative Ladung. | |||
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Nunmehr wird die hintere Scheibe so gedreht, dass der zuerst erwähnte negativ aufgeladene Belag B1 gegenüber dem Pinsel C1 zu liegen kommt. Auf dem dort befindlichen Belag A1 auf der vorderen Scheibe wird nun eine positive Ladung influenziert, während die entsprechende negative Ladung über die Pinsel C1 und C2 und den Querleiter C zur diametral gegenüberliegenden Belegung A1 abgeleitet wird. Dort wiederum bindet sie auf dem gegenüberliegenden Belag B1 auf der hinteren Scheibe eine positive Ladung. | |||
Nach diesem Schritt wird die Drehung der vorderen Scheibe betrachtet, die den unter dem Pinsel C1 befindlichen positiv aufgeladen Belag A1 in die Stellung dem Pinsel D1 gegenüber befördert. | |||
Diese beiden Schritte erfolgen gleichzeitig. Auf der vorderen Scheibe werden, unter dem Einfluss der Ladungen auf der hinteren Scheibe, unter den Pinseln C1 bzw. C2 Ladungen influenziert. Diese Ladungen werden, nachdem sie die gegenüberliegenden Pinsel D1 bzw. D2 passiert haben und dort auf den entsprechenden Belegungen der hinteren Scheibe B Ladungen influenzieren konnten, weitergeführt, bis sie an den Bürsten E ihre Ladung abgeben können. Entsprechendes geschieht gleichzeitig auf der hinteren Scheibe. | |||
=== Experimente === | === Experimente === | ||
=== | === Sicherheitshinweise === | ||
=== Betriebsanweisung === | === Betriebsanweisung === | ||
Version vom 5. Mai 2021, 13:34 Uhr
Bei einer Influenzmaschine handelt es sich um einen elektrostatischen Generator, der zur Erzeugung von hohen Spannungen das Prinzip der Landungstrennung durch Influenz nutzt.
Aufbau und Funktionsweise
Die Influenzmaschine (siehe Abbildung) besteht aus zwei gleich großen Acrylglasscheiben mit gleich großen Stanniolplatten im regelmäßigen Abstand. Diese sind mit einem geringen Abstand auf einer horizontalen Drehachse gelagert. Die zwei Querleiter mit Metallpinseln auf der Vorder- und Rückseite verbinden gegenüberliegende Streifen elektrisch miteinander. Die Querleiter sind idealerweise um etwa 45° gegen die Horizontale verkippt und der vordere und der hintere stehen etwa senkrecht zueinander. An den Isolierleisten vorne und hinten befinden sich zusätzlich vier Metallbürsten, jweils eine links und eine rechts, die einige Millimeter (einstellbar) von den Scheiben entfernt sind. Diese vier Metallbürsten sind über Bügel elektrisch leitend mit den Elektrodenstangen verbunden. Über die beiden Schalthebel können die beiden Leidener Flaschen (Kondensatoren) hinzu geschaltet werden. Über den Trennschalter können die beiden Leidener Flaschen verbunden oder getrennt werden. Angetrieben werden die Kunststoffscheiben durch eine Kurbel mit zwei Antriebsriemen auf der Rückseite. Einer der beiden Antriebsriemen läuft überkreuz, sodass sich die beiden Acrylglasscheiben gegenläufig drehen.
Eine durch Fluktuationen bedingte schwache Aufladung der Staniolstreifen wird bei der gegenläufigen Rotation der Scheiben durch Influenzvorgänge verstärkt, bis es zu Funkenschlägen an den Elektroden (Abb. 2: F) kommt.
Wenn beispielsweise der Metallbelag A1 auf der vorderen Scheibe gegenüber dem Pinsel D1 positiv aufgeladen ist, wird auf dem gegenüberliegenden Metallbelag B1 auf der hinteren Scheibe eine negative Ladung influenziert und eine gleich große positive Ladung fließt über die Pinsel D1 und D2 und den Querleiter D zum diametral gegenüberliegenden Metallbelag B1 ab. Dort bindet sie auf den gegenüberliegenden Metallbelag A1 eine entsprechende negative Ladung.
Nunmehr wird die hintere Scheibe so gedreht, dass der zuerst erwähnte negativ aufgeladene Belag B1 gegenüber dem Pinsel C1 zu liegen kommt. Auf dem dort befindlichen Belag A1 auf der vorderen Scheibe wird nun eine positive Ladung influenziert, während die entsprechende negative Ladung über die Pinsel C1 und C2 und den Querleiter C zur diametral gegenüberliegenden Belegung A1 abgeleitet wird. Dort wiederum bindet sie auf dem gegenüberliegenden Belag B1 auf der hinteren Scheibe eine positive Ladung.
Nach diesem Schritt wird die Drehung der vorderen Scheibe betrachtet, die den unter dem Pinsel C1 befindlichen positiv aufgeladen Belag A1 in die Stellung dem Pinsel D1 gegenüber befördert.
Diese beiden Schritte erfolgen gleichzeitig. Auf der vorderen Scheibe werden, unter dem Einfluss der Ladungen auf der hinteren Scheibe, unter den Pinseln C1 bzw. C2 Ladungen influenziert. Diese Ladungen werden, nachdem sie die gegenüberliegenden Pinsel D1 bzw. D2 passiert haben und dort auf den entsprechenden Belegungen der hinteren Scheibe B Ladungen influenzieren konnten, weitergeführt, bis sie an den Bürsten E ihre Ladung abgeben können. Entsprechendes geschieht gleichzeitig auf der hinteren Scheibe.
Experimente
Sicherheitshinweise
Betriebsanweisung
Bedienungsanleitung des Herstellers
Wichtige Daten
| Sammlungsposition | Elektronik: 4c |
| Hersteller | 3B Scientific |
| Abmessung | 360 mm x 290 mm x 450 mm |
| Scheibendurchmesser | 310 mm |
| Funkenlänge | max. 120 mm |
| Kurzschlussstrom | ca. 30 μA |
| Masse | 3,4 kg |
Fotos
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vorne
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hinten
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Blitz
Literatur
