Ein einfacher Versuchsaufbau zur zweidimensionalen Ermittlung der Äquipotentiallinien zwischen ( evtl. verschieden geformten) Elektroden:

Arbeitsblatt

Material: 4,5V-Flachbatterie, 2 Experimentierkabel mit Krokodilklemmen, 2 Elektroden (z.B. Messingstäbe, 20 cm lang, oder Messingscheiben, 20mm Durchmesser), Papier DIN A 4, Leitungswasser, 2 Messkabel für den Anschluss des MV-Eingangs, QUICK-MV-1, 2 Messkabel für den Anschluss des Digital-Multimeters, Digital-Multimeter mit Messbereich 20 Volt.

Mit den Stiften des extremen Weichheitsgrads 9B können Elektrodenformen auf das Papier gezeichnet werden. Das Graphit sollte aber richtig dick aufgetragen werden.

Übrigens fehlt in der Auflistung und auf dem Bild eine wichtige Zutat: Leitungswasser!

Sie schreckt der gewaltige Materialaufwand? Es geht auch einfach mit zwei "Strippen", deren Krokodilklemmen auf beiden Seiten in's Papier beißen!

4mm-Stecker mit Gewinde sind ein probates Mittel, um Kroko-Klemmen mit dem Eingang des QUICK-MV-1 zu verbinden.

Mit dem frei liegenden Steckerende kann nun (bei nassem Papier) irgendein Potential zwischen 0 und 4,5 Volt abgegriffen werden. Da auf diesem Foto das Papier jedoch trocken ist, hat die angezeigte Spannung nichts mit einer Potentialmessung zu tun. Sie entstand durch den offenen Messeingang. Beim Kontakt mit dem nassen Papier bricht diese Fehlerspannung sofort in sich zusammen.

TIPP

Die beiden folgenden Bilder zeigen, was sich unter ungünstigen (aber intakten Kabeln) Bedingungen ergibt:

An die Elektroden (Umrisse eingezeichnet) wurde eine Flachbatterie (gemessen 4,7 V) angeschlossen. Die Messung wurde bei 28 Grad C Raumtemperatur durchgeführt, was mit einer starken Verdunstung verbunden ist. Wo Abweichungen vom Idealverlauf festzustellen waren, konnte ich zugleich die Austrocknung des Papiers mit bloßem Auge erkennen. Die Markierungen wurden mit einem alten Filzstift vorgenommen, was an einigen Stellen zum Einreißen des Papiers führte. (Vgl. unteres Bild: Loch bei "80%") In den Schülerübungen unter Normalbedingungen wurden bessere Ergebnisse erzielt.

Nach der Arbeit kommt das Spiel:

Wenn Sie Ihre Schüler spielerisch auf Fährtensuche schicken möchten, probieren Sie doch mal Folgendes: Markieren Sie auf dem Papier die beiden Elektrodenflächen. Malen Sie auf dem trockenen, nummerierten Papier mit nicht gefärbtem Salzwasser eine Spur, die nach dem Trocknen nicht mehr zu sehen ist. Für die Spurensuche mit dem Messverstärker wird das Papier mit der Blumenspritze vorsichtig angefeuchtet, damit die Salzspur nicht verwischt wird. In Ihren Aufzeichnungen haben Sie zur Kontrolle eine Skizze der Spur mit zugehöriger Blattnummer. Es sind viele Schwierigkeitsgrade umsetzbar. Viel Spaß!

Literaturhinweis 1

Literaturhinweis 2

Es geht auch einfacher ...

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