Elektrostatik

Versuch 1:

1.) Arbeitsmaterialien:

1.     Plattenkondensator (mit verstellbarem Abstand)

2.     Leiter zum Übertragen der Spannung

3.     Instrument zum Messen von Ladungen (hier wird es zum Messen der Spannung eingesetzt; siehe: Kurzbeschreibung)

4.     Spannungsregler

5.     Widerstand

6.     Kabel

2.) Kurzbeschreibung:

Der Plattenkondensator wird wie abgebildet aufgebaut. In diesem Versuch soll der Zusammenhang zwischen der Spannung U, der Kondensatorkapazität C und dem Abstand der Platten d ermittelt werden. Dazu schickt man Ladungen durch den Plattenkondensator, wodurch ein Feld entsteht. Wenn man nun den Abstand der beiden Platten verändert, so zeigt sich die Wechselwirkung zwischen den Größen.

Zum Messen der Spannung wird ein Instrument benutzt, dass eigentlich die Ladung abmisst. Dies funktioniert, indem die Ladung auf zwei Nadeln abgegeben wird. Da eine Nadel festsitzt und die andere beweglich ist und da sich gleiche Ladungen abstoßen, entfernt sich die bewegliche Nadel von der Feststehenden, je nachdem wie viele freie Ladungen vorhanden sind.

So kann man auf einer Skala die ungefähre Ladungsmenge ablesen.

In den Stromkreis mit dem Plattenkondensator integriert, kann man so jedoch auch die Spannung zwischen den Platten ungefähr feststellen.

 

 

 

3.) Ergebnisse & Beobachtungen:

Daraus ergibt sich folgende Kurve:

4. Erklärung:

Q = C * U

 

C = (Є₀ * A)/d

à Q = ((Є₀ * A)/d) * U

à U = (Q * d)/( Є₀ * A)

d.h.:

wenn der Abstand kleiner wird, dann sinkt die Spannung und steigt die Kapazität

wenn der Abstand größer wird, dann steigt die Spannung und sinkt die Kapazität

Versuch 2:

1.) Arbeitsmaterialien:

Van der Graaf – Generator

2.) Kurzbeschreibung:

Der Van der Graaf-Generator besteht im Groben aus einem sich schnell bewegenden Riemen und einer Metallkugel.

Wenn man das Gerät einschaltet, beginnt der Riemen die zwei Spulen zu umlaufen. Während er das tut, werden mit Hilfe eines Kammes die positiven von den negativen Ladungen getrennt. Der eine Teil der Ladungen geht mit dem Riemen nach oben zur Metallkugel, welche innen hohl ist.

Die Ladungen werden an das Metall abgegeben, woraufhin ein elektrostatisches Feld um die Kugel

herum entsteht.

Diese Ladung kann jedoch auch auf andere Gegenstände abgegeben werden.

Experimente mit dem elektrostatischen Feld:

a.) Haare oder Ähnliches:

Wenn Objekte wie etwa Haare statisch aufgeladen werden, dann passiert dies:

Jedes Haar wird mit Ladungen versehen.

Da sich gleiche Ladungen abstoßen versuchen die Haare soweit wie möglich voneinander weg zu kommen.

b.) „Die fliegende Schnur“:

Stellt man eine Konstruktion wie abgebildet auf, so geschieht folgendes:

Die beiden Enden der Schnur laden sich statisch auf und stoßen sich ab.