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TUM School of Natural Sciences |
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Elektrostatische Messinstrumente
Kurzbeschreibung
Wir zeigen das Elektrometer nach Braun
(im Schatten), ein Blättchenelektroskop nach Bennet
(optische Abbildung) und ein modernes elektrostatisches Voltmeter (ev. Fernsehanlage).
An alle Instrumente wird mittels der Influenzmaschine mit einem Löffel etwas Ladung gegeben.
Die Wirkungsweise von Elektroskopen beruht auf der Kraftwirkung, die zwischen elektrischen Ladungen auftreten. Ein Elektroskop dient zur Ladungsanzeige bzw. zur elektrostatischen Spannungsanzeige.
Eine einfache Anordnung ist das Blättchenelektroskop (Elektroskop nach Bennet). Es besteht aus einem isoliert gehalterten metallischen Trägerstab, an dem zwei Metallblättchen hängen. Berührt man den Trägerstab mit einem geladenen Gegenstand, so geht ein Teil der Ladung auf die Blättchen über. Infolge der Abstoßung zwischen ihren gleichnamigen Ladungen spreizen sich die Blättchen. Diese Spreizung ist umso stärker je größer die Ladung.
Außer den Abbstoßungskräften zwischen den Blättchen treten auch noch Kräfte zwischen den Blättchen und Ihrer Umgebung auf, die durch Influenzwirkung bedingt sind. Um eine Reproduzierbarkeit der Ausschläge zu erreichen sind die Blättchen deswegen mit einem geerdeten Gehäuse mit Sichtfenstern versehen.
Ein Elektroskop nach Braun besteht aus einem isoliert, in einem Metallring angebrachten, leitfähigen Trägerstab, der mit einem drehbar gelagerten Metallzeiger verbunden ist. Wie schon beim Blättchenelektrometer wird der Metallring mit der Erde verbunden.
Berührt man den Trägerstab mit einem geladenen Gegenstand, so geht ein Teil der Ladung auf den Zeiger über. Infolge der Abstoßung der gleichnamigen Ladungen zwischen Trägerstab und Zeiger bewegt sich dieser so weit in die Höhe, bis das von der Schwerkraft erzeugte Drehmoment dasjenige der elektrostatischen Kraft kompensiert. Je höher die Ladung desto größer ist auch der Zeigerausschlag.
Elektroskope, deren reproduzierbarer Ausschlag an einer Skala abgelesen werden kann, heißen Elektrometer.
Unser kommerzielles Elektroskop ist also ein Elektrometer.
Betriebsanleitungen: Lampen, Elektrogeräte, Influenzmaschine
