Ein Elektroskop oder auch Elektrometer genannt, ist ein einfaches
Messgerät
für elektrostatische Spannungen. Für diverse Versuche in der
Elektrostatik ist es ein sehr wertvolles Hilfsmittel. Es ist auch eine
einfach aufzubauende Alternative zu einer Feldmühle,
hat aber den Nachteil, die Polarität nicht feststellen zu
können.
In seiner einfachsten Form
besteht es aus zwei dünnen Metallblättchen,
die an einer Elektrode befestigt sind. Wird diese unter Spannung
gesetzt,
so tritt zwischen den Blättchen eine elektrostatische Spannung mit
gleicher Polarität auf. Dadurch kommt es zu einer Abstoßung
und die Blättchen biegen sich auseinander.
Aufbau:
Dieses einfache Modell besteht
aus zwei Streifen Al-Folie, die an einem
Kupferblechstreifen befestigt sind. Der Kupferstreifen ist dann an eine
Messingschraube gelötet, die zur Elektrode führt. Die
Elektrode
wird im Deckel eines kleinen Glases befestigt. Das Glas ist notwendig,
damit die Blättchen nicht durch Luftbewegungen Fehlausschläge
bringen. Trotz des einfachen Aufbaus ist es sehr empfindlich und
liefert
einen sichtbaren Ausschlag schon ab ca. 500V.
Bewegliche Blättchen: | Breite: 5mm, Länge: 40mm
Aus Standard-Alufolie, 1/100mm dick |
Starres Blättchen: | Breite: 5mm, Länge: 45mm
Aus 0,5mm dickem Kupferblech |
Glasgefäß: | Durchmesser: 70mm, Höhe: 70mm |
Messelektrode: | Durchmesser 25mm, Höhe 10mm
Aus Messing, Kanten abgerundet |
Mit diesem Elektroskop kann ein Großteil der bekannten elektrostatischen Versuche durchgeführt werden. Man braucht dazu gar keine weiteren Geräte wie etwa Hochspannungsquellen. Die Zeiten des guten alten Bernsteinstabes sind zwar vorbei, aber jedes normale Kunststofflineal tut es auch.
Wird
ein Isolator, wie z.B. ein Lineal oder ein anderes Stück PVC
mit einem Tuch gerieben, so ist es elektrisch aufgeladen. Bei
Annäherung
an die Messelektrode kommt es zu einem Ausschlag am Elektroskop. Wird
das
Lineal wieder zurückgezogen, so verschwindet der Ausschlag wieder
und das Elektroskop ist nachher wieder völlig ungeladen, wie zu
Beginn
des Versuches. Der Ausschlag entsteht durch elektrostatische Influenz.
Der geladene Körper influenziert in der Elektrode Ladungen mit der
umgekehrten Polarität. Hält man eine geerdete Metallplatte
zwischen
Elektroskop und dem Lineal, so tritt der Effekt nicht auf. Die
Feldlinien
enden auf der geerdeten Fläche.
Um
die Influenz zur Spannungserzeugung ausnutzen zu können, ist es
wichtig, dass auch nach dem Entfernen des Erregers Ladung zur
Verfügung
steht, um dann immer wieder mit dem gleichen Erreger Spannung erzeugen
zu können. Wie der vorige Versuch gezeigt hat, ist das nicht ohne
weitere Maßnahmen möglich.
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.
Das gleiche Prinzip nutzt die Influenzmaschine
aus, wobei die Neutralisatoren dann die Ableitung der Ladung
übernehmen.
Es zeigt sich, dass immer die Hälfte der Energie ungenutzt
abgeleitet
werden muss, nur damit dann die Ladung dauerhaft bestehen bleibt. Das
ist
ein ähnlicher Fall wie beim Kondensatorproblem.
Könnte man auch die andere Hälfte nutzen, wäre das
vielleicht
ein Schritt in Richtung Freie Energie und eine mögliche
Erklärung
für die Funktion der Testatika.
Polaritätsänderung:
Wird
das Elektroskop wie oben beschrieben aufgeladen, so zeigt sich, dass
bei einer neuerlichen Annäherung des Erregers die Blättchen
wieder
zusammenfallen und dann auch wieder ausschlagen, wenn der Erreger
entfernt
wird. Daraus können wir erkennen, dass die influenzierten Ladungen
die umgekehrte Polarität des Erregers haben.
Mit Hilfe der Feldmühle,
lässt sich die Polaritätsänderung bei der Influenz
zeigen. Über der Feldmühle
ist eine isolierte Metallplatte aufgestellt und gleichzeitig mit dem
Elektroskop
verbunden. Ein negativ geladenes Kunststofflineal wird der Platte
genähert,
wodurch sie sich ebenfalls negativ auflädt. Anschließend
wird die Platte berührt und
dadurch entladen. Beim Zurückziehen des Lineals lädt sich die
Platte positiv
auf. Diese Umpolung kann nur die Feldmühle sichtbar machen. Das
Elektroskop
macht da keinen Unterschied, was ihm wiederum die Möglichkeit zur Anzeige hochfrequenter Spannungen gibt.
Es
gibt übrigens neben den komplizierten Polaritätsversuchen
bei der Influenzmaschine und dem
aufwendigen Aufbau einer Feldmühle eine
sehr
einfache Methode, die Polarität von elektrostatischen Ladungen
festzustellen.
Dazu nimmt man ein Glimmlämpchen und entlädt damit die
Ladung.
Es entsteht ein kurzer Lichtblitz und dabei muss man genau schauen, von
welcher Elektrode er kam. Denn gemäß den Erkenntnissen aus
der
Geißlerröhre
entsteht das Glimmlicht immer an der negativen Elektrode. Die Seite die
aufleuchtet, ist negativ die andere positiv. Wenn man also das
Lämpchen
an jenen Ende hält, das aufgeleuchtet hat, dann war die Ladung
positiv,
ansonsten negativ. Wichtig bei der Wahl des Glimmlämpchens ist,
dass
es zwei gleiche Elektroden hat. Denn es gibt auch Typen mit
unterschiedlich
großen Elektroden, bei denen es dann schwer ist, das kurze
Aufleuchten
richtig zu erkennen.
Mit einem geladenen Elektroskop kann man auch gut das Absinken der
Spannung
bei Erhöhen der Kapazität zeigen. Nähert man eine
leitende
geerdete Fläche, wie z.B. die Hände, an ein Objekt
großer
Oberfläche, so fallen die Blättchen zusammen und schlagen
erst
wieder aus, wenn man die Hände zurückzieht. Nachher ist die
Ladung
des Elektroskops unvermindert hoch. Die Ladung war nur in der
erhöhten
Kapazität zwischengespeichert. Man könnte auch sagen, die
Ladungen
sind aus dem Elektroskop in die Kondensatorflächen gezogen worden.
Dem liegt die bekannte Formel Spannung=Ladung/Kapazität zugrunde.
Mit einem so geladenen Elektroskop kann nun auch die Polarität
der Ladungen unterschieden werden. Nähert man es dem
entgegengesetzten
Pol, so fallen die Blättchen zusammen und schlagen erst wieder
aus,
wenn man es vom Pol entfernt. Bei einem gleichnamigen Pol wird ist der
Ausschlag nur stärker.
Versuch
zum Faradaybecher
Der Versuch zum Faradaybecher
lässt sich mit dem Elektroskop viel
leichter und schöner auch ohne Hochspannungsquelle demonstrieren,
als es beim Zeilentrafo der
Fall
war. Eine auf einem Kunststofffaden isoliert aufgehängte
Styroporkugel
mit Graphitüberzug wird geladen. Das geht genau so wie im 2.
Versuch
gezeigt. Einfach das durch Reibung geladene Lineal an die Kugel
anhalten,
die Kugel kurz ableitend berühren und dann das Lineal entfernen.
Schon
ist die Kugel mit einigen kV aufgeladen.
Berührt man mit dieser Kugel nun das Innere
des Bechers, so ist sie nach dem Herausziehen völlig ungeladen,
wie
man mit einem zweiten Elektroskop zeigen kann. Führt man das
Berühren
im Inneren mehrere Male durch, so kann man den Becher rasch auf eine
höhere
Ladung bringen, wie sie in der Kugel zur Verfügung steht.
Diesen Fall kann man hingegen nicht erreichen, wenn man den Becher
außen berührt. Denn beim Kontakt zweier leitender
Körper
teilt sich die Ladung normalerweise immer gleichmäßig auf
beide
Körper auf und die Kugel behält nachher eine Restladung. Man
erreicht die max. Ladung des Bechers nur nach sehr vielen
Durchgängen,
wobei mit steigender Ladung immer weniger übertragen werden kann.
Der
Effekt zeigt sich auch schön, wenn der bereits geladene Becher
mit der Kugel außen berührt wird. Dann fallen die
Blättchen
ein wenig zusammen, weil Ladung auf die Kugel übergeht. Führt
man die so geladene Kugel jetzt von oben in den Becher ein und
berührt
damit den Boden, so steigt der Ausschlag wieder auf den
ursprünglichen
Wert an. Selbst wenn man die Kugel anschließend aus dem Becher
hebt
ändert sich nichts mehr am Ausschlag.
Theoretischer Hintergrund
Der
Grund für dieses merkwürdige Verhalten liegt darin, dass
das Innere eines leitenden Körpers immer frei von elektrischen
Feldern
und somit auch frei von Ladungen ist. Die gesamte Ladung eines
Körpers
sitzt demnach nur an seiner Oberfläche ! Das soll nicht
heißen,
dass man den Becher innen mit der Erde kurzschließen kann, ohne
dass
er sich entlädt. Metalle sind immer noch leitend ! Er kann innen
nur
keine Ladungen abgeben, da sich eben alle Ladungen an seiner
Außenfläche
befinden. Das soll heißen, mit einer Kugel auf einem isolierten
Stab
kann man aus dem Inneren keine Ladungen abziehen. Die Kugel ist
ungeladen,
sobald man sie aus dem Becher zieht ! Nur durch eine Berührung an
der Außenfläche kann die Kugel geladen werden.
Anzeige
der Spannung auch bei HF
Das Elektroskop schlägt sowohl bei einer positiven, als auch
negativen
Ladung aus. Aus diesem Grund ist es auch für Wechselspannung zu
verwenden.
Das kann man mit einem Hochspannungstrafo wie z.B. einem Zündtrafo
aus Öl- oder Gasöfen beweisen. Viel eindrucksvoller jedoch
ist
es, das Elektroskop an den CW-Teslatrafo
anzuschließen,
der vom 40W MW-Sender gespeist wird, und es
in
Resonanz mit der Sekundärspule zu bringen. Im Resonanzpunkt zeigt
sich ein starker Ausschlag der Blättchen und demonstriert somit,
dass
auch ein CW-Teslatrafo sehr hohe Spannungen erzeugt. Von den unteren
Enden der Blättchen springen Funken auf das Glas über. Man
sollte
diesen Versuch daher nur kurz ausführen, damit das Glas nicht
zerspringt.
Das Elektroskop macht die eigentlich immer vorhanden, aber
unsichtbaren
elektrostatischen Ladungen sichtbar. Es zeigt uns die Grundprinzipien,
die hinter den elektrostatischen Maschinen stehen und wie diese
Naturkräfte
zu nutzen sind.
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Das Elektroskop findet sich auch in diesem Buch, wo versucht wird, durch Grundlagenexperimente und neue theoretische Ansätze mehr Licht in das Thema der Freien Energie zu bringen. Nähere Informationen zum Buch. | |
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Titel: | Grundlagen und Praxis der Freien Energie Alternative Theorien und interessante Experimente |
|
Autoren: | Harald Chmela und Wolfgang Wiedergut | |
Verlag: | Erschienen im August 2004 im Franzis Verlag | |
ISBN Nr.: | 3-7723-4400-3 |