Arbeitsblatt: Messung von Ladungen mit dem Messverstärker

 

Material: Messverstärker, Stecker mit Drahtöse, sehr langes Kabel mit Krokodilklemme, zwei kurze Kabel (blau und rot), Zeiger-Multimeter, Gerätschaften zum Trennen von Ladungen;

 

Vorbereitungen:  (Bitte die Reihenfolge beachten! Punkte abhaken!)

1.    Den Schiebeschalter des Multimeters auf  =  und den Drehschalter auf 10V stellen.

2.    Das blaue Kabel an der Stirnseite in die mit ^ gekennzeichnete Buchse und das rote Kabel in die      mit + gekennzeichnete Buchse stecken. Die Kennzeichnungen sind oberhalb der Skala zu finden.

3.    Das blaue Kabel in die schwarze Buchse und das rote in die rote Buchse des Messverstärker-      Ausgangs stecken.

4.    Die schwarze Eingangsbuchse des Messverstärkers über das lange Kabel und die Krokodilklemme      mit dem Erdungsanschluss einer Steckdose verbinden. (Das sind die beiden Drahtbügel, die in einer Schuko-Steckdose zu sehen sind.)

5.    Den linken Kippschalter des Messverstärkers auf „I“ und den rechten auf „1x“ bzw. „V“ stellen.

6.    Den Stecker mit Drahtöse in die rote Eingangsbuchse stecken.

7.    Die beiden Drehknöpfe am Messverstärker in Mittelstellung (=Markierung nach oben) bringen.

8.    Den Messverstärker an der Rückseite einschalten. Jetzt muss vorne eine LED aufleuchten.

9.    Mit dem Drehknopf „grob“ die Ausgangsruhespannung auf 1 Volt einstellen.

     Das ist bei dem Messbereich 10 Volt der etwas längere Strich zwischen 0 und 20 auf der schwarzen Skala, die bis 100 geht.

10.  Den Drehschalter auf =3V stellen.

       Jetzt müsste der Zeiger etwa bei der 10 der schwarzen Skala stehen, die bis 30 geht.

11.  Mit den Drehknöpfen „grob“ und „fein“ die Ausgangsruhespannung auf 0,5 Volt verringern.

       Der Zeiger steht jetzt genau zwischen der 0 und der 10 der unteren Skala, die bis 30 geht.

12.  Den Drehschalter auf =1V stellen.

       Jetzt müsste der Zeiger etwa in der Mitte der Skala stehen.

13.  Mit den Drehknöpfen „grob“ und „fein“ die Ausgangsruhespannung jetzt möglichst genau auf

       0,5 Volt einstellen. Der Zeiger muss also genau in der Mitte zwischen 40 und 60 stehen.

14.  Den grünen Knopf des Messverstärkers für mindestens eine Sekunde drücken.

15.  Den linken Kippschalter (er wird horizontal bewegt!) nach links auf „Q“ umlegen.

Ein kurzes Zucken des Zeigers ist normal. Dann sollte der Zeiger aber wie vorher genau in der Mitte der Skala stehen.

 

Jetzt ist der Messverstärker bereit für die Ladungsmessung. Bewegt sich der Zeiger bei der Messung nach links, dann sind negative Ladungen in den Messeingang gelangt, bewegt er sich nach rechts, dann sind es positive Ladungen, die dem Messverstärkereingang Elektronen entzogen haben.

Wichtig: Vor jeder neuen Messung muss der grüne Knopf gedrückt und der Zeiger in Mittelstellung gebracht werden!

 

Um die Größe der Ladung ermitteln zu können, muss man ablesen, um welchen Betrag sich die Ausgangsspannung des Messverstärkers geändert hat. Man muss also die Differenz zur Mittelstellung  (also 0,5 Volt) ablesen.

Beispiel 1: Der Zeiger steht auf 72; die Messspannung beträgt folglich + 0,22 Volt.

Beispiel 2: Der Zeiger steht auf 24; die Messspannung beträgt folglich  - 0,26 Volt.

 

Lege in deinem Physikheft eine Tabelle mit drei Spalten an: In der ersten, großen Spalte notierst du, an welchem Gegenstand du Ladungen gemessen hast (z.B. Gummistab, gerieben an Katzenfell, bei hoher Luftfeuchtigkeit); in der zweiten Spalte notierst du die Spannungsveränderung und in der dritten die berechnete Zahl der Ladungen.


 

Arbeitsblatt: Messung von Ladungen mit dem Messverstärker

 

Material: Messverstärker, Stecker mit Drahtöse, sehr langes Kabel mit Krokodilklemme, zwei kurze Kabel (blau und rot), Digital-Multimeter (DMM), Gerätschaften zum Trennen von Ladungen;

 

Vorbereitungen:  (Bitte die Reihenfolge beachten! Punkte abhaken!)

1.    Links am DMM sind einige Druckschalter. Der oberste (rote) darf nicht gedrückt sein. Der      mittlere schwarze („V“) wird gedrückt und der rote für den Bereich 2V.

2.    Das blaue Kabel wird in die schwarz umrahmte Buchse „COM“ gesteckt und das rote Kabel in die    rechte Buchse „WVmA“.

3.    Mit dem Schiebeschalter links oben wird das DMM eingeschaltet. Sollte auf der Anzeige BATT zu lesen sein, muss die Batterie ausgewechselt werden.

4.    Das blaue Kabel in die schwarze Buchse und das rote in die rote Buchse des Messverstärker-      Ausgangs stecken.

5.    Die schwarze Eingangsbuchse des Messverstärkers über das lange Kabel und die Krokodilklemme     vom Lehrer mit einem Erdungsanschluss verbinden lassen.

6.    Den linken Kippschalter des Messverstärkers auf „I“ und den rechten auf „1x“ bzw. „V“ stellen.

7.    Den Stecker mit Drahtöse in die rote Eingangsbuchse stecken.

8.    Die beiden Drehknöpfe am Messverstärker in Mittelstellung (=Markierung nach oben) bringen.

9.    Den Messverstärker an der Rückseite einschalten. Jetzt muss vorne eine LED aufleuchten.

10.  Mit den Drehknöpfen „grob“ und „fein“ die Ausgangsruhespannung möglichst genau

       auf .000 Volt einstellen.

11.  Den grünen Knopf des Messverstärkers für mindestens eine Sekunde drücken.

12.  Den linken Kippschalter (er wird horizontal bewegt!) nach links auf „Q“ umlegen.

13.  Den grünen Knopf nochmals drücken und dabei überprüfen, ob das DMM nach wie vor .000 Volt     anzeigt. Wenn nicht, mit dem Drehknopf „fein“ korrigieren.

 

Jetzt ist der Messverstärker bereit für die Ladungsmessung. Zeigt das DMM bei der Messung eine negative Spannung an, dann sind negative Ladungen in den Messeingang gelangt, zeigt es eine positive Spannung an, dann sind es positive Ladungen, die dem Messverstärkereingang Elektronen entzogen haben.

Wichtig: Vor jeder neuen Messung muss der grüne Knopf gedrückt und die Anzeige des DMM

auf .000 gebracht werden!

 

Lege in deinem Physikheft eine Tabelle mit drei Spalten an: In der ersten, großen Spalte notierst du, an welchem Gegenstand du Ladungen gemessen hast (z.B. Gummistab, gerieben an Katzenfell, nur eine Stelle oder ganzer Stab ....); in der zweiten Spalte notierst du die angezeigte Spannung und in der dritten die berechnete Zahl der Ladungen.

 

Noch drei Experimentiertipps:

Þ Beim Annähern eines geladenen Gegenstandes an die Kupferdrahtöse kannst du unter Beobachtung der DMM-Anzeige auch den Influenzeffekt bemerken.

Þ Beim Abstreifen der Ladungen darfst du die Kupferdrahtöse nicht berühren, sonst fließen die Ladungen über dich ab und nicht in das Messgerät. Außer du möchtest messen, wie stark du selbst geladen bist.

Þ Und nie testen, wie viele Ladungen in der Steckdose zu finden sind!

 

 

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