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Versuch zum Gauß'schen Satz

Allgemein

Mithilfe eines Metallkäfigs können Ladungen von einer Kugel weg transportiert werden, ohne dass man diese berührt. Das elektrische Feld der eingeschlossenen geladenen Kugel führt zu einer Ladungsverschiebung der Ladungen im Metall des Käfigs, sodass sich ein Gegenfeld aufbaut, welches das äußere Feld kompensiert, wodurch das Metallinnere feldfrei ist.

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Bilder

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Versuchsaufbau

  
 

 

 

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Der Käfig wird über die Kugel gestülpt.

 

 

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Die Messspitze des Ladungsmessers berührt den Käfig über der Kugel.

 

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Die Messspitze des Ladungsmessers berührt den Käfig jenseits der Kugel.

 

Video

Durchführung

Material:

HV-Netzteil (Sammlungsraum Schrank 40)
Ladeschutzwiderstand 20 Mohm (Sammlungsraum Schrank 31)
Messverstärker Leybold (Sammlungsraum Schrank 40)
Analog Demomessgerät (Sammlungsraum Schrank 31 Regal b)
5-0-5 Volt Einsatz zum Demomessgerät (Sammlungsraum Schrank 31 Regal b bzw. Zwischenlabor Holzschrank)
Messwiderstand 20 Mohm (Sammlungsraum Schrank 31)
Käfig auf Aluplatte und Erdplatte (Sammlungsraum Schrank 10 Boden)
Kugel (Sammlungsraum Schrank 9 Regal e)
Kunststoff Quader (Hörsaal Vorbereitungsraum Metallschrank)
Kleine Konduktorkugel (Sammlungsraum Schrank 9 Regal d)
Verbindungskabel (Hörsaal Vorbereitungsraum Kabelwagen)

 

Aufbau:

HV-Netzteil am negativen Pol erden. Erdungsplatte mit Erdanschluss des Messverstärkers verbinden. Messverstärker und Demomessgerät anschließen und auf Ladungsmessung einstellen. Messwiderstand auf Messkabelende des Messverstärkers aufstecken und darauf die kleine Konduktorkugel aufstecken. Aluplatte auf Kunststoffquader platzieren und die Kugel darauf stellen. Den Käfig auf die geerdete Aluplatte stellen.



Durchführung:

Am HV-Netzteil 12 kV einstellen und die Kugel durch Berühren mit dem Schutzwiderstand laden. Am Messverstärker Nullpunkt Reset durchführen. Den ladungsfreien Käfig über die geladene Kugel stülpen und den Käfig durch Berühren mit der Messspitze zum Ladungsnachweis entladen, was zu einem positiven Ausschlag des Ladungsmessers führt. Den Messverstärker, der die gemessene Ladung speichert, wieder durch Drücken der Null-Reset-Taste entladen. Den Käfig von der geladenen Kugel abheben und durch erneutes Berühren des Käfigs mit der Ladungsmessspitze einen nun negativen Ausschlag des Ladungsmesser nachweisen. Den Ladungsmesser wieder entladen - nullen - was beliebig oft wiederholt werden kann.



Sicherheitshinweise:

Vorsicht Hochspannung!

Dokumente

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#tags

E 24, E 24.0, Gauss'scher Satz, Gaußsatz, Gausssatz

 

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