Ladungen & Felder - Mittelstufe

Elektrizitätslehre

Ladungen & Felder - Mittelstufe

  • Was sind elektrische Ladungen?
  • Welche besonderen Eigenschaften hat Bernstein?
  • Woher kommt der Name „Elektron“?
  • Gibt es eine kleinste Ladung?

Thomas Alva EDISON (1847 - 1931)

Thomas Alva EDISON
(1879 - 1955)
unbekannter Autor [CC-BY-SA-3.0-de], via Wikimedia Commons

Edison gilt als einer der größten Erfinder aller Zeiten. Neben seiner technischen Begabung besaß er ein sicheres Gespür dafür, welche Erfindung bei der Bevölkerung ankam. Darüber hinaus war ihm ein ausgeprägter Geschäftssinn eigen, der ihn seine Erfindungen in bare Münze umsetzen ließ.

 

1847 Edison wird im Bundesstaat Ohio USA geboren. Sein Schulbesuch dauert nur 3 Monate, mit 12 Jahren verdient er Geld durch Zeitungsverkauf.  
1862 Edison wird Telegraph bei einer Eisenbahngesellschaft  
1868 Edison erfindet einen Registrierapparat mit dem Abstimmungen im Parlament automatisch ausgezählt werden können und einen "Stockticker" für die New Yorker Börse (Wall Street).  
1870 Mit dem für den "Stockticker" eingenommenen Geld eröffnet Edison seine erste größere Werkstatt.  
1876 Edison wird wissenschaftlicher Leiter des Menlo Park Laboratoriums. Dort erfindet er auch den Phonographen. Diese Sprechmaschine bestand aus einer Trommel und darauf gewickelten Staniolstreifen (Edison-Walze), auf dem eine Schreibspitze Vertiefungen eindrückte. Beim Abspielen wurde die Trommel von Hand gedreht. Dabei bewegte die Schreibspitze eine Membrane, welche die Sprache oder Musik wiedergab.  
1878 Edison perfektioniert das von G. Bell erfundene Telefon, indem er das Kohlemikrophon integriert. Dadurch ist Telefonie über größere Entfernungen möglich.
1881 Anläßlich der internationalen Elektrizitätsausstellung in Paris präsentiert Edison die von ihm perfektionierte Glühlampe. Er testete über 6000 verschiedene Glühfäden, bis er schließlich feststellte, dass verkohlte Bambusfaser am geeignetsten ist. Die von Edison entwickelten Glühlampen hatten schon die noch heute übliche Schraubfassung.
1882 In New York wird das erste Elektrizitätswerk der Welt, das nach Edisons Plänen und Patenten erbaut wurde, erfolgreich in Betrieb genommen. Es versorgt 5000 Straßenlampen. Der Generator ein überdimensionaler Dynamo wird durch eine Dampfmaschine angetrieben.
1883 Edison entdeckt die Glühemission auch "Edison-Effekt" genannt. Die Glühemission ist die Grundlage aller Elektronenröhren, die in der Folgezeit u.a. für Radioverstärker eingesetzt wurden. Vergleiche auch Grundwissen.
1889 Edison entwickelt die erste Filmkamera; auch der Filmprojektor geht auf Edison zurück.  
1900 Edison entwickelt den Eisen-Nickel-Akkumulator, der wesentlich leichter als der Blei-Akkumulator ist.  

Im Laufe seines schaffensreichen Lebens errang Edison weit über 1000 Patente. Im Jahre 1892 gründete er zur Vermarktung seiner Patente die "General Electric Company", den Vorläufer des heutigen Elektrizitäts-Giganten "General Electric". Zwei Aussagen, die Edison zugeschrieben werden, zeugen von der Schaffenskraft, dem Optimismus und dem Realitätssinn des berühmten Mannes:

  • "Eine kleinere Erfindung schaffe ich alle 10 Tage, eine große Erfindung alle 6 Monate."
  • "Genie ist 1% Inspiration und 99% Transpiration"

 

Geschichte der Elektrostatik

577
v. Chr.

Bereits den Griechen (Thales von Milet 626 - 547 v. Chr.) war bekannt, dass ein mit einem Wolltuch geriebener Bernstein (griech.: electron) leichte Gegenstände wie Watte o.ä. anzieht.


1663

Otto von Guericke (1602 - 1686), den Sie wahrscheinlich von den Magdeburger Halbkugeln her kennen (Nachweis des Luftdruckes), baut die erste Elektrisiermaschine.
Dazu füllte er eine Glaskugel mit geschmolzenem Schwefel, ließ diesen abkühlen und zerschlug anschließend das Glas. Er steckte die Schwefelkugel auf eine Achse, so dass man sie gut drehen konnte. Durch Reibung mit verschiedenen isolierenden Materialien konnte die Kugel so stark aufgeladen werden, dass sie Papier oder Tierfedern anzieht.

1729

Auf den Engländer Stephen Gray (1666 - 1736) geht die Erkenntnis zurück, dass man zwischen Leitern und Nichtleitern unterscheiden muss.

In einem Show-Experiment zeigte er z.B. die Leitfähigkeit des menschlichen Körpers. Der an Seidenbändern hängende Bub wird an den Füßen mit der Elektrisiermaschine aufgeladen und zieht z.B. mit der Hand Federn an.

1733

Der französische Physiker Charles Dufay (1698 - 1739) fand heraus, dass es zwei Arten von Elektrizität gibt:
Die Glas-Elektrizität (électricité vitreuse) und die Harz-Elektrizität (électricité résineuse). Später führte Franklin die Begriffe "Positive Elektrizität" und "Negative Elektrizität" ein.
Darüber hinaus entdeckte Dufay, dass die Ladung stets an der Oberfläche der Körper sitzt.

1745

Durch eine Zufallsbeobachtung fand E. G. von Kleist (1700 - 1748) heraus, dass man besonders starke elektrische Entladungen erhält, wenn man die Flüssigkeit in einer Flasche auflud und die Flasche in der Hand hielt. Es zeigte sich, dass sich die Flüssigkeit durch eine Metallschicht auf der Flascheninnenseite ersetzen lässt. Auf diese Weise konnte man Ladungen ansammeln (kondensieren). Die sogenannte Leidener Flasche stellt den Vorläufer unserer heutigen Kondensatoren dar.

 

1752

Der Amerikaner Benjamin Franklin (1706 - 1790) führte den Begriff elektrische Ladung ein. Untersuchte mit Drachen die Gewitterelektrizität und baute - nachdem der die Spitzenwirkung entdeckte - die ersten Blitzableiter.

 


erster Blitzableiter von Franklin

1752

Der Franzose Thomas F. Dalibard (1703 - 1779) weist in der Nähe von Paris nach, dass die Gewitterelektrizität die gleichen Funken erzeugt, wie sie bei der Arbeit mit Elektrisiermaschinen zu beobachten waren.

 

1785

Charles Augustin de COULOMB
(1736 - 1806)
unbekannter Autor [Public domain], via Wikimedia Commons

Der Physiker Charles A. Coulomb (1736 - 1806) findet das nach ihm benannte Gesetz, welches die elektrische Kraft F zwischen zwei Körpern beschreibt, welche die Ladungen Q1 und Q2 tragen.

\[ F \sim \frac{Q_1 \cdot Q_2}{r^2} \]

1867

Wilhelm Holtz (1836 - 1913) baut die Influenzmaschine mit zwei sich gegeneinander drehenden Scheiben.

 

1933

Robert van de Graaff (1901 -1967) entwickelt den Bandgenerator. In kleiner Form ist er in jeder Physiksammlung zu finden. In großer Ausführung dient er noch heute an Hochschulen zur Beschleunigung elektrisch geladener Teilchen.

 

 

Druckversion