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Versuche

Bandgenerator

Funktionsprinzip des Bandgenerators

Abb. 1 Aufbau und Funktionsweise eines Bandgenerators

Die gelbe Kunststoffwalze reibt mit dem roten Gummiband. Dabei lädt sich die Kunststoffwalze positiv (rot), die Innenseite des Gummibandes negativ (blau) auf. Hinweis: Je nach Materialkombination könnte dies auch umgekehrt sein.

Das auf der rechten Seite herablaufende Band influenziert auf dem direkt am Band sitzenden unteren Kamm (nach rechts gerichteter Pfeil) positive Influenzladungen, die aufgrund der Spitzenwirkung auf die Außenseite des nach oben laufenden Bandes aufgesprüht werden. Zum Ladungsausgleich fließen an diesem Kamm negative Ladungen zur Erde ab.

Die negativen Ladungen auf der Innenseite des rechten Bandes fließen über die untere Metallwalze zur Erde ab.

Die auf die Außenseite des nach oben laufenden linken Bandes aufgesprühten positiven Ladungen bewirken am oberen Kamm durch Influenz eine Ansammlung von negativen Ladungen, die auf die Außenseite des Bandes sprühen und dieses außen neutralisieren.

Zum Ladungsausgleich sammeln sich auf der Haube des Bandgenerators positive Ladungen an.

Die Aufladung der Haube ist deshalb besonders stark, da vom Inneren der Haube, der einen FARADAYschen Käfig bildet, beliebig viel Ladungen auf diese übertragen werden können (feldfreien Raum).

Die Aufladung des Bandgenerators ist aber wegen der endlichen Durchschlagsfestigkeit der Luft begrenzt.

Foto: Wiemann-Lehrmittel

Eine negativ geladene Kugel vor dem Bandgenerator

Wird der Bandgenerator betrieben, so lädt sich dessen Kopf negativ auf.

Fahre mit der Maus über das Bild und betreibe dadurch den Bandgenerator!

Fertige eine Prinzipskizze des Aufbaus

Erkläre durch Einzeichnen der negativen und positiven Ladungen den Versuch.

Wer mehr über Bandgeneratoren und dessen Bau wissen will, der kann die englische Seite von Bill Beaty (siehe Foto links) anklicken, der hier den Kopf eines selbst gebauten Bandgenerators berührt.

Versuch 1: Geladene Körper

Auf der Spitze eines Bandgenerators wurden Metallfäden angeheftet. Was passiert nun wenn der Bandgenerator geladen wird?

Aufgabe: Beobachtung und Erklärung von Versuch 1

Betrachten Sie das Video, beschreiben Sie den Versuch und erklären Sie ihn.

Versuch 2: Bandgenerator und geerdete Kugel

Zwei leitende Kugeln sind über eine Stange aus isolierendem Material verbunden und an einer Schnur aufgehängt. Die Anordnung befindet sich in einem inhomogenen elektrischen Feld. Die Kugeln werden entgegengesetzt aufgeladen. Dann wird die das elektrische Feld erzeugende Spannung immer stärker hochgedreht.

Aufgabe: Beobachtung und Erklärung von Versuch 2

Betrachten Sie das Video, beschreiben Sie den Versuch und erklären Sie ihn.