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Wieso wird die Feldmühle geerdet???

 
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: Mo Feb 21, 2011 11:40 am    Titel: Wieso wird die Feldmühle geerdet??? Antworten mit Zitat

Ich möchte gerne elektrostatische Felder messen.
Nach etwas überlegen, bin ich zu dem Schluss gekommen, dass das wohl am einfachsten mit einem rotierenden Zylinder gehen würde, bei dem jeweils auf 2 gegenüberliegenden Seiten Metallflächen sind, also eine Art drehender Kondensator.
Dann habe ich gesehen, dass hier auf der HCRS-Seite ja sowas ähnliches tatsächlich erklärt und gebaut wurde:

http://www.hcrs.at/FELDMU.HTM

Das Ding nennt man also Feldmühle. Wieder was gelernt. Wobei der Aufbau hier etwas anders ist, als meine Idee. Das Prinzip bleibt dasselbe.

Nur habe ich ein Problem, mit dem Aufbau, wie er erklärt wird. Wieso erdet man das Ding??? Das verfälscht doch total alle Messungen, oder?

Kleines Beispiel. Ich habe auf einer Seite eine Platte geladen auf 10kV, auf der anderen eine geladen mit 5KV. Habe also eine Spannungsdifferenz von 5KV. Wenn ich nun aber eine geerdete Feldmühle nehme, dann sieht diese ein Feld von jeweils einer Platte zu Erde. D.h. es wird ein viel grösseres Feld gemessen, als tatsächlich vohanden. Man verändert ja das wirkliche E-Feld extrem, wenn man einen geerdeten Leiter einbringt.

Generell verändert man ja ein E-Feld, wenn man nur überhaupt einen Leiter in das Feld bringt. Ja sogar nur, wenn man ein Dielektrikum mit einer anderen Dielektrizitätskonstante als die aktuelle Luft irgendwo verwendet...

Gibt es irgendeine Lösung dafür? D.h. kann man irgendwie was bauen, was wirklich das echte E-Feld misst, welches vorhanden wäre, wenn man die Testapperatur nicht aufgestellt hätte?
Wohl eher nicht, wie ich vermute.

Aber die Mühle zu erden ist doch völlig unnötig und verfälscht das Resultat doch unter Umständen extrem. Wieso macht man das???
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UdoKessler



Anmeldedatum: 10.08.2008
Beiträge: 47

BeitragVerfasst am: Di Feb 22, 2011 3:56 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

zuersteinmal: Ich bin kein Profi. Aber da dir bisher niemand geantwortet hat,
versuche ich mein Glück Smile

Ja, das Flügelrad ist geerdet. Das beeinflusst das Feld nicht, da die nach
Masse abgeflossenen Ladungen beim Aufdecken ja wieder(aus der
Masse) vom Feld angezogen werden und somit wieder in die Elektroden
wandern.
So habe ich es zumindest verstanden.

Zitat HCRS:

Zitat:

"Wird nämlich eine sich im Feld befindliche Elektrode von dem geerdeten
Flügelrad abgedeckt, so fließen die Ladungen von dieser Elektrode gegen
Masse ab. Wird sie wieder aufgedeckt, so influenziert das Feld erneut
Ladungen, die von Masse auf die Elektrode fließen müssen.
Dieser
Strom ist proportional zur Feldstärke. Die Leistung, die das
angeschlossene Messgerät benötigt, wird hierbei über die mechanische
Rotation des Flügelrades erzeugt. Dem zu messenden Feld wird keine
Energie entzogen und es bleibt somit von der Messung unbeeinflusst. "



Das kann jeder zuhause nachprüfen (was ich getan habe). Einfach eine
Folie (o Ballon) am Pulli/Haare/Teppich reiben und einem gut isoliert
stehenden (z.B. auf einem leeren Glas) Blechtopf nähern. Dann
mit einem Finger dem Topf nähern. Es gibt einen Blitz. Dann Finger
entfernen, dann Folie entfernen und wieder hinlangen -> wieder Blitzt es.
Das kann man 20 mal machen, ohne daß sich die Ladung merklich
verkleinert (wenn man ordentlich arbeitet).


Zitat HCRS:

Zitat:

"Der Trick der angewendet wird, ist denkbar einfach, wie auch genial.
Das Elektroskop wird nach Annäherung des Erregers z.B. mit dem Finger
berührt und so die entstandenen Ladungen gegen Erde abgeleitet. Das
Nullpotential ist so neu definiert worden. Danach ist es zwar ungeladen,
entfernt man jetzt aber den Erreger, so tritt wieder ein Ausschlag auf, der
genau so groß ist wie zu Beginn, nur das jetzt der Erreger nicht mehr
benötigt wird um die Spannung aufrecht zu halten. Es bleibt eine Ladung
im Elektroskop zurück, die genutzt werden kann, wie ein abschließendes
Berühren zeigt, das einen kleinen, hörbaren Funken erzeugt. "






Ich hoffe, das war alles korrekt und verständlich.
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: Di Feb 22, 2011 4:30 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Das das so gehen würde ist mir schon klar. Aber IMHO eben nur, wenn man die geerdete Platte wieder komplett entfernt (weit weit weg). Das ist bei einer Feldmühle aber überhaupt nicht der Fall. D.h. die geerdete Platte wird IMHO das E-Feld in der Umgebung drastisch beeinflussen, also auch das E-Feld, welches dann schlussendlich gemessen wird von den wieder unabgedeckten Platten.

Da würde mich meine Idee mit dem rotierenden Kondensator besser dünken, da hier das Feld hauptsächlich 90° zum Messfeld beeinflusst würde. Die Einflussnahme also nicht so extrem wäre.
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UdoKessler



Anmeldedatum: 10.08.2008
Beiträge: 47

BeitragVerfasst am: Di Feb 22, 2011 5:07 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Kommt das verdecken mit dem Rotor nicht einer vollständigen Entfernung
gleich? Das Metall schirmt das Feld doch völlig ab..


[Edit]

Ups, falsch verstanden. Jetzt blick ich was Du meinst.
Das weiß ich auch nicht genau. Aber ist es nicht so, daß die Elektroden die selbe Polarität haben wie das Feld und dadurch verhindert wird, daß die Ladungen des Feldes abfließen können?
Also der Rotor nimmt Ladungen der Elektroden auf, dadurch werden vom Feld keine neuen abgenommen -> Abstoßung. Oder irgendwie so..
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: Di Feb 22, 2011 8:48 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
und dadurch verhindert wird, daß die Ladungen des Feldes abfließen können?


??? Irgendwie ist mir das zu wirr. Sorry. Da steig ich nicht mehr durch, was Du genau meinst. Wieso die Ladungen des Feldes?

Mein prinzipieller Kritikpunkt ist eigentlich nur, dass selbst wenn man nur irgendeinen geerdeten Leiter in einen Raum bringt, man das E-Feld darin stark verändert. Wenn nun ausgerechnet die Feldmühle geerdet ist, dann messe ich eben nur das Feld, wie es aussieht, wenn die geerdete Feldmühle da ist, wo sie ist, und eben nicht, wie das E-Feld im Raum aussehen würde, wenn die Feldmühle nicht darin wäre. Das ist mein Problem.
Aber vielleicht ist mit Erde auch nicht wirklich "geerdet" gemeint. Sondern steht nur symbolisch für's minus?
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UdoKessler



Anmeldedatum: 10.08.2008
Beiträge: 47

BeitragVerfasst am: Mi Feb 23, 2011 2:03 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Sowasaberauch hat Folgendes geschrieben:

??? Irgendwie ist mir das zu wirr. Sorry. Da steig ich nicht mehr durch, was Du genau meinst. Wieso die Ladungen des Feldes?


Nein, Du hast recht, hab extrem wirr geschrieben. Gestern ist mir das nicht aufgefallen..
Habe genau verstanden was Du meinst, und deine Frage ist mir ebenso verständlich u plausibel.
Wie gesagt, ich stelle nur Überlegungen an, bin da kein Profi. Harald Chmela kennt sich mit sowas sehr gut aus. Deshalb denke ich nicht, daß er so leichtsinnige Fehler machen würde (und jeder andere, der Feldmühlen baut).

Meine Überlegung war:
Bei der Feldmühle ist es ist wie beim Beispiel mit dem Elektroskop. Dieses ändert (schwächt) das Feld ja auch nicht -dauerhaft- ab, sonst könnte man den Vorgang nicht beliebig oft wiederholen, ohne die Feldquelle neu zu laden.
Man setzt jedesmal nur das Nullpotential beim Erden wieder neu, das Feld selbst wird nicht beeinflusst. Das Feld würde man nur schwächen, wenn man die Ladung abgreift, z.B. mit einem Metallkamm wie bei der Wimshurstmaschine oder Bandgenerator.

Jetzt zu deinem Problem:
An der Stelle wo man misst, ist das Feld kurzzeitig verändert, ja. Das geht doch gar nicht anders. Man kann keine Messung vornehmen, ohne die zu messende Größe -zumindest kurzzeitig- zu beeinflussen(?)
Das ändert aber doch nichts daran, daß die Feldmühle das Feld korrekt misst..
Wenn man annimmt, daß ein Messgerät 10 Teilchen aus einem Feld abgreift um sie zu registrieren (was hier nicht der Fall ist, nur so als Überlegung), sich das Feld die Teilchen aber anschließend wieder zurückholt, dann ist doch alles in Butter?
So zumindest meine Laienhafte Vorstellung. Smile


Nehmen wir an, ein an Wolle geriebenes Lineal ist stark negativ geladen.
Wenn man sich nun damit einem Metallgefäß nähert, dann zieht man die positiven Ladungen im Gefäß richtung Feldquelle. Die negativen Ladungen werden in die entgegengesetzte Richtung abgestoßen. Es bildet sich ein Potential durch Ladungstrennung, aber die Feldquelle bleibt unbeeinflusst, so lange man sich nicht zu sehr nähert, die Ladungen also nicht am Gefäß "abstreift".
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