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Kelvingenerator

Steckbrief: Kelvingenerator

Zeitbedarf: 2 Stunden 

Schwierigkeit: hoch

Kosten: ca. 25 € 

Materialbedarf: hoch

Thema: Elektrodynamik, Physik

 

Das steckt dahinter:
Ausführliche Erklärung zum Kelvingenerator (pdf)

Anleitung zum Downlad für den Kelvingenerator:
Bauanleitung Kelvingenerator (pdf)
Bilder zur Bauanleitung (pdf)

Der Kelvingenerator sorgt für Hochspannung

Ein Kelvingenerator erzeugt lediglich durch herabfallende Wassertröpfchen Hochspannung. Die Tropfen fallen durch eine Anordnung von Ringen und Dosen. Eine äußere Spannungsquelle wird nicht benötigt. Mit dem Kelvingenerator lassen sich Funkenübersprünge und kleine Lichteffekte in Energiesparlampen erzeugen.

Bau eines Kelvingenerators

 

Materialliste + Bauanleitung:

Materialliste, Bauanleitung und Baupläne (pdf)
Bilder zur Bauanleitung (pdf)   

 

Versuche mit dem Kelvigenerator:

  1. Stelle sicher, dass das Wasser möglichst mittig durch die Ringe läuft und sich die Tropfen irgendwo im Bereich des Ringes aus dem Wasserstrahl abschnüren. Beobachte die unterhalb des Ringes herabfallenden Wassertropfen. Was kannst du nach einer Weile sehen? 
  2. Anfangs hörst du die einzelnen Tropfen in die Dose fallen. Nach einer Weile ändert sich das Geräusch. Was hörst du? An was könnte das liegen?
  3. Klemme zwei dünne Aluminiumstreifen mit einer Büroklammer an einen der Ringe. Die Streifen sollen herabhängen aber nichts anderes als den Ring berühren. Was beobachtest du, nachdem der Generator eine Weile gelaufen ist?
  4. Stecke zwei Nadeln schräg in das Styropor, sodass sich ihre Köpfe in einem Abstand von ungefähr 2 mm voneinander befinden. Verbinde jede Nadel mit jeweils einem Kabel, das zu den Aluminiumfolienplatten, auf denen die Dosen stehen, führt. Was passiert, nachdem der Kelvingenerator eine Zeit lang gelaufen ist?
  5. Benutze wieder die beiden Kabel, die mit den beiden Dosen verbunden sind. Lege eine Energiesparlampe auf die Styroporplatte und führe die Klemmen der beiden Kabel in einigem Abstand zueinander an das Glas der Lampe. Was kannst du beobachten?
  6. Miss mit einer Stoppuhr, wie lange der Generator für das Aufladen braucht. Dies geht am Besten, indem du den Generator zunächst einmal aufladen lässt. Dann, wenn der Generator das erste Mal aufgeladen ist, entlade ihn durch gleichzeitiges Berühren des linken und des rechten Ringes. Miss von jetzt ab die Zeit bis das Tröpfelgeräusch immer leiser geworden ist und sich nicht mehr verändert. Notiere dir dann die Zeiten für mehrere solcher Zyklen. Gebe anschließend einige Esslöffel Salz in das Experimentierwasser und führe denselben Versuch nochmals durch. Verändern sich die Zeiten? Warum?