elektrische Ladungen und Influenz

Gerät zum Sichtbarmachen von Ladungen

Das Elektroskop wird verwendet um grundlegende Versuche der Elektrostatik zu demonstrieren. Um Influenz zu zeigen wird ein Kunststoffstab durch Reiben an einem Tuch aufgeladen und in die Nähe des Elektroskops gehalten: das Elektroskop schlägt aus. Über den Kunststoffstab kann auch Ladung auf das Elektroskop gegeben werden. Die Entladung erfolgt durch Berührung mit der Hand.

kalibriertes Gerät zum Sichtbarmachen von Ladungen

Das Elektrometer wird genauso verwendet wie das Elektroskop. Allerdings besitzt das Elektrometer eine kalibrierte Skala bis 10 kV. Die vordere Abdeckung, die das Elektrometer schützt, kann abgenommen werden, so dass der Zeiger mit Aufhängung sichbar wird.

geladene Kugeln auf der Luftschiene

Mit diesem Versuch kann gezeigt werden, dass sich gleichartige elektrische Ladungen abstoßen und sich ungleichartige elektrische Ladungen anziehen.

Die zwei Kugeln mit leitender Oberfläche sind jeweils auf einem Luftkissenbahnreiter befestigt. Beide Kugeln werden mit der Influenzmaschine aufgeladen, entweder mit gleichen Ladungsträgern oder unterschiedlich. Entsprechend der Ladung kommt es auf der Luftschiene entweder zur Abstoßung oder zur Anziehung der beiden Kugeln, worauf sich die Reiter entweder voneinander weg oder aufeinander zu bewegen.

Erzeugung von Hochspannung

Die Influenz- oder Wimshurstmaschine wird verwendet um hohe Gleichspannungen zu erzeugen.

Über eine Restladung auf mindestens einem der Aluminiumstreifen wird in einem gegenüberliegenden Aluminiumstreifen auf der anderen Plastikscheibe eine Ladungstrennung herbeigeführt. Über Neutralisatoren wird die durch Influenz mittels Restladung temporär erzeugte Ladungstrennung zwischen zwei Aluminiumstreifen der gleichen Scheibe ausgeglichen, so dass nach Weiterdrehen des Aluminiumstreifens mit Restladung geladene Aluminiumstreifen auf der zweiten Plasikplatte erhalten bleiben. Die Ladung der Aluminiumstreifen wird über die Stromabnehmer zu den Kugeln an der Oberseite der Influenzmaschine abgeführt.

zwei Metallschaufeln werden im elektrischen Feld getrennt

Dieser Versuch dient zur Demonstration von Influenz.

An einen Plattenkondensator wird eine Hochspannung im Bereich einiger kV angelegt. Zwei Schaufeln werden im Kondensator aneinander gehalten, worauf durch das elektrische Feld im Kondensator eine Ladungstrennug durch Influenz erfolgt, so dass die eine Schaufel positiv, die andere negativ geladen ist. Anschließend werden die Schaufeln im Kondensator getrennt und die Ladung der Schaufeln gemessen. Die Schaufeln sind entgegengesetzt gleich stark geladen, was im Idealfall mit einer Ladungsanzeige sichtbar gemacht werden kann. Häufig ist es jedoch so, dass sich die Ladung auf den Schaufeln schnell verflüchtigt, so dass bedingt durch das nacheinander erfolgende Messen der Ladung eine Schaufel stärker geladen erscheint als die andere.

oder auch van-de-Graaff-Generator

Der Bandgenerator kann Hochspannungen bis zu 350 kV bei einem Strom von maximal 10 µA erzeugen. In Inneren eines Plexiglaszylinders läuft ein Gummiband, welches oben in der Hohlkugel und unten im Fuß des Bandgenerators mit Hilfe einer Rolle gehalten und transportiert wird. Oben und unten auf Höhe der Rollen befinden sich außerdem zwei Metallkämme. Der untere Metallkamm liegt auf einem negativen Hochspannungspotential und überträgt durch Reibung Ladung auf das Gummiband. Über das Gummiband wird die Ladung nach oben transportiert und vom dortigen Metallkamm abgenommen. Dieser ist elektrisch mit der Hohlkugel verbunden, so dass sich die Ladung außen auf der Hohlkugel verteilt. Da das Innere der Kugel feldfrei ist, kann immer weiter Ladung auf die Kugel aufgebracht werden.