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Versuche

Dreiecksglimmlampe

Ziel das Versuchs

  • Wechselspannung unseres Haushaltsnetzes veranschaulichen

Aufbau

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Aufbau einer Dreiecksglimmlampe

Eine Dreiecksglimmlampe besteht aus einem Schutzwiderstand sowie zwei dreieckigen Elektroden, die sich in einem mit Gas geringen Drucks gefüllten Glaskolben gegenüberstehen (vgl. Abb. 1). Dieser Aufbau und insbesondere der strombegrenzende Schutzwiderstand sorgt dafür, dass du eine Dreiecksglimmlampe auch an leistungsstärkeren, also nicht strombegrenzten Netzgeräten betreiben kannst. Auch kannst du eine solche Dreiecksglimmlampe über eine Netzanschlussdose direkt an das Haushaltnetz mit \(U=230\,\rm{V~}\) anschließen.

Dreiecksglimmlampe an Gleichspannung

Abb 2.1 zeigt den Versuchsaufbau zum Betrieb einer Dreiecksglimmlampe an einer Gleichspannung. Hierzu ist eine Gleichspannungsquelle nötig, die eine Spannung von mindestens \(150\,\rm{V}\) liefert.

Abb. 2.2 zeigt das Aufleuchten einer Seite der Dreiecksglimmlampe. Beim Anschluss an eine Gleichspannung glimmt diese dauerhaft.

Umpolen an der Dreiecksglimmlampe führt, wie in Abb. 2.3 sichtbar, dazu, dass nun die andere Elektrode der Glimmlampe permanent aufleuchtet. 

Dreiecksglimmlampe an Wechselspannung

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Abb. 3 Dreiecksglimmlampe an Wechselspannung

Nun wird die Dreiecksglimmlampe wie in Abb. 3 mittels einer Netzanschlussdose direkt an die \(U_{\sim}=230\,\rm{V}\) des Haushaltsnetzes angeschlossen.

Hinweis: Experimentiere nie selbst mit dem Haushaltsnetz! Von elektrischem Strom können tödliche Gefahren ausgehen.

Aufgabe
Aufgabe

Gib an, was deiner Meinung nach nun im Versuch zu beobachten sein wird.

Lösungsvorschläge

Lösung

Im Versuch sieht es so aus, als würden beide Elektroden dauerhaft leuchten. Ursache dafür ist, dass im Haushaltsnetz die Polarität 100 mal in der Sekunde wechselt. Das abwechselnde Aufleuchten der Elektroden läuft also sehr schnell ab. Da unser Auge diesen schnellen Wechseln nicht mehr folgen kann, haben wir den Eindruck von zwei gleichzeitig aufleuchtenden Elektroden.

Versuchsdurchführung im Zeitlupenvideo

Aufgabe

a)Beschreibe und erläutere deine Beobachtung bei der Versuchsdurchführung in der Zeitlupenaufnahme.

b)Erläutere, warum du bei der realen Versuchsdurchführung mit den Augen etwas anderes beobachtest als mit der Zeitlupenfunktion deines Smartphones.

Lösung

a)Das Video zeigt, dass die Elektroden der Dreiecksglimmlampe abwechselnd schnell hintereinander aufleuchten.

Ursache hierfür ist. dass die Steckdose eine Wechselspannungsquelle ist. Der Minuspol ist einmal links, dann rechts usw. Daher leuchtet eine bestimmte Elektrode nicht ständig, sondern die beiden Elektroden leuchten im Wechsel auf.

b)Da im Haushaltsnetz die Polarität der Anschlüsse jede \(\frac{1}{100}\,\rm{s}\) wechselt, in einer Sekunde also 100-mal, läuft das abwechselnde Aufleuchten der Elektroden in Echtzeit sehr schneller ab. Da das menschliche Auge diesen schnellen Wechseln nicht mehr folgen kann, hast du im Versuch bei Realgeschwindigkeit den Eindruck, dass beide Elektroden gleichzeitig aufleuchten.

Glimmlampe im Alltag

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Abb. 5 Glimmlampe als Schalterindikator an einer Steckerleiste

Auch im Alltag findest du Glimmlampen. Häufig werden diese z.B. an Steckerleisten eingesetzt, um anzuzeigen, ob die Steckerleiste eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Auch hier kannst so sehen, dass diese flackert, wenn du die Glimmlampe mit der Zeitlupenfunktion deines Smartphones filmst.