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Ladungslöffeln und Spannungsüberhöhung durch Faraday-Becher

Allgemein

Der Versuch zeigt, dass bei einem geladenen becherförmigen Leiter sich die Ladungen nur auf der äußeren Oberfläche des Metallbechers sammeln und sein Inneres feldfrei bleibt, weil sich die Ladungen mit gleichem Vorzeichen gegenseitig abstoßen und deshalb so weit wie möglich voneinander entfernt lagern. Jede in den Faraday-Becher gelöffelte Ladung fließt sofort auf die  Außenwandung des Bechers ab, sodass das Innere des Faraday-Bechers neue Ladungen aufnehmen kann.

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Bilder

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Versuchsaufbau

 

 

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Mit dem Schutzwiderstand wird das Elektrometer berührt: Es schlägt aus.

 

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Video

Durchführung

Material:

Elektrometer (Hörsaal Vorbereitungsraum)
HV-Netzgerät (Sammlungsraum Schrank 40)
Ladungslöffel (Sammlungsraum Schrank 9 Regal d/e)
Aluminiumbecher (Sammlungsraum Schrank Regal c/e)
Konduktorkugeln (Sammlungsraum Schrank Regal d/e)
20 Mohm Schutzwiderstand (Sammlungsraum Schrank 31)
Stativmaterial (Hörsaal Vorbereitungsraum Schrank 25)
Div. Kabel (Hörsaal Vorbereitungsraum Kabelwagen)

 

Aufbau:

Erdanschluss des Elektrometers mit Erde des HV- Netzteils verbinden. Große Konduktorkugel auf Erdanschluss aufstecken. Kleine Konduktorkugel auf Schutzwiderstand aufstecken und mit dem positiven Pol des Netzteils verbinden. Negativen Pol erden.



Durchführung:

Bei Benutzung des 3,5 kV Elektrometers das HV-Netzteil auf 2,5 kV einstellen. Mit der Konduktorkugel am Stiel durch mehrmaliges Berühren der Becheraußenseite Ladungen vom Netzeil auf das Elektrometer übertragen. Bei ca. 2,5 kV ist keine weitere Ladungsübertragung durch Berühren an der Außenseite des Becher mehr möglich (feststellbar). Bringt man nun den Löffel mit der Innenseite des Bechers in Kontakt, so kann weitere Ladung oberhalb der zuvor eingestellten Speisespannung zugeführt werden. Durch mehrmaliges Löffeln der Ladung in den Becher hat man schnell den Endauschschlag des Elektrometers erreicht.

Berührt man nun mit dem Löffel die Außenseite des Bechers und danach die geerdete Konduktorkugel am Elektrometeranschluss, so kann man das Elektrometer schrittweise wieder entladen, was durch Berührung des Löffels mit der Innenseite des Bechers nicht möglich ist.
 


Hinweise:

Berührt man beim Zurückziehen des Ladungslöffels aus dem Becher unabsichtlich den Becherrand, so nimmt man wieder Ladung aus dem Becher fort.
 

 

Dokumente

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#tags

E 21.13, Ladungsübertragung, Faradaybecher

 

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