Stärke des elektrischen Feldes

In diesen Versuchen wird nachgeprüft, dass ...

bei konstanter Ladung Q, Kraft F auf die Ladung Q und Feldstärke E proportional sind,
bei konstanter Feldstärke E für die Kraft F auf einen geladenen Probekörper gilt: F ~ Q.

Realisiert wir das ganze im homogenen Feld eines Plattenkondensators und mittels Kraftmesser von Cassy.

Q konstant, F ~ E (Kurzversuch)

Bei diesem vereinfachten Versuch wird darauf verzichtet, die Ladung Q zu messen. Es ist lediglich bekannt, das Q konstant bleibt.

Bestimmung der elektrischen Feldstärke — Versuchsdurchführung: U = 20 kV einstellen. Ladung mit Ladungslöffel an der linken Platte abnehmen und vorsichtig auf den Probekörper aufbringen. Spannung auf 0 kV stellen und Nullpunkt des Kraftsensors festlegen. Beim Erhöhen der Spannung zeigt sich dann, dass F ~ U bzw. F ~ E.

Kraft auf Probeladung in Abhängigkeit von der elektrischen Feldstärke

Die Steuerspannung 0 .. 5 V dient zur Regulierung der Plattenspannung 0 .. 25 kV und sie wird gleichzeitig vom Sensor-Cassy aufgenommen und in die entsprechende Plattenspannung umgerechnet.

Das Sensor-Cassy zur Aufnahme von U_E und F

Kraft auf Probeladung bei konstanter E-Feldstärke

Experiment Elektrische Feldstaerke — Da das Messintervall am UMI-P nicht verändert werden kann, ist die Verwendung von Pocket-Cassy + Rechner besser geeignet

Durchführung

Probekörper laden
Kraftmesser auf 0 N
E-Feld ein
Kraft ablesen
E-Feld aus
Ladung messen

Da bis zur Ladungmessung einige Zeit vergeht, fallen die Q-Werte tendenziell zu niedrig aus und die daraus resultierende Feldstärke E zu hoch. Eine mögliche Lösung ist es, den Probekörper vor der Ladungsmessung erneut zu laden.

Die Messwerte

Randbedingungen: Plattenabstand d ≈ 6,3 cm, Spannung an den Platten U = 25 kV ⇒ E = U/d ≈ 397 kV /m ≈ 400 kV/m

Ladespannung Probekörper U in kV	Ladung auf Probekörper Q in nC	Kraft auf Probekörper F in mN
0,00	0	0,0
0,50	1,5	0,6
1,00	3,2	1,5
1,50	4,8	2,1
2,00	6,6	2,9
2,50	8,3	3,6
3,00	9,9	4,3
3,50	11,5	5,0
4,00	13,4	5,6

graphische Darstellung

This is a Java Applet created using GeoGebra from www.geogebra.org - it looks like you don't have Java installed, please go to www.java.com

Details des Versuchsaufbaus

Probekoerper — Der Probekörper (aus Leybold 314263)

Ladungsmesssonde — Ladungsmessonde: Auf Koax-Kabel herausgeführter Eingang mit aufgesetztem Vorwiderstand (hier: 10 MΩ, vgl. Anleitung Ladungsmessgerät 53200)

Externe Steuerspannung — Mittels externer Steuerspannung, hier mit Batterie und Mehrgangpoti realisiert, lässt sich die Spannung besser einstellen als über den eingebauten Stellknopf

Geräte

einige der verwendeten Geräte

Hersteller	Nummer	Name
Leybold	53200	Messverstärker
Leybold	52170	Hochspannungsnetzgerät 10 kV
Leybold	521721	Hochspannungsnetzgerät 25 kV
Leybold	314263	Probekörper Ladungslöffel
Leybold	524 060	Cassy Kraftsensor ±1 N
Phywe	06233-02	Kondensatorplatte, 2x

Verlinkung

diese Seite wurde hier gefunden:

Felder

Zähler

Impressum

dokspeicher.de — gammastrahlung.de — uranmaschine.de