BP:Teslaspule

Physikalisches Ziel des Experiments. Beschreibe hier genauer z.B. welches Phänomen hier gezeigt werden soll oder was genau hier gemessen werden soll.

Theoretische Zusammenfassung

Welche physikalische Theorie steckt hinter dem Versuch. Gerne so genau wie möglich und so ausführlich wie nötig.

Didaktischer Rahmen

Fachdidaktische Zielsetzung

Auf welche prozessbezogene Kompetenz soll hier Wert gelegt werden? Beschreibe hier genauer was die SuS mit diesem Experiment lernen sollen.

Nötige Vorkenntnisse

Beschreibe hier genauer welche Vorkenntnisse ein*e SuS benötigt um das Experiment verstehen zu können. Dabei müssen auch die nötigen Vorkenntnisse aus anderen Fächern beachtet werden.

Mögliche Schülerschwierigkeiten

Beschreibe hier welche Schwierigkeiten die SuS beim Beobachten des Demonstrationsexperiments bzw. beim eigenständigen Durchführen des Experiments haben könnten. GGf. kannst du hier auch Lösungsansätze beschreiben.

Schülervorstellungen, die hier relevant werden

Gibt es in der Literatur (z.B. Schecker, Horst; Wilhelm, Thomas; Hopf, Martin; Duit Reinders (Hrsg.) (2018): Schülervorstellungen und Physikunterricht. Berlin: Springer-Verlag GmbH) bereits erforschte Schülervorstellungen, die bei diesem Experiment relevant werden könnten? Beschreibe die Schülervorstellungen mit eigenen Worten und beschreibe warum sie hier relevant sind. GGf. kannst du auch einen Lösungsansatz beschreiben.

Die Auswahl des Bildes sollte symbolisch den gesamten Versuch beschreiben und ansprechend sein

Allgemein

Klassenstufe	Klasse ?
Kategorie	Akustik
Einordnung in den Bildungsplan von BW	Kapitel, Abschnitt ?

Klassifikation

Quantitativ/Qualitativ	?
Demo-/Schülerexperiment	?
Unterrichtsphase	?
Einzelversuch/Versuchsreihe	?

Versuchsanleitung

Benötigtes Material

• Transformatorkern D von 3B Scientific
• Primärspule des Transformators mit 600 Windungen
• Sekundärspule des Transformators mit 24000 Windungen
• Primärspule der Teslaspule
• Sekundärspule der Teslaspule
• Flaschenkondensator
• Rotierende Funkenstrecke mit Motor
• Labornetzgerät PeakTech 6226
• Bananenkabel 2mm (Ausreichend viele)
• Krokodilklemmen

Versuchsaufbau

Schritt 1

Den Transformator aus den beiden Spulen und dem Eisenkern aufbauen.

Schritt 2

Die Funkenstrecke mit zwei Kabeln und zwei Krokodilklemmen mit dem Transformator verbinden. Die Krokodilklemmen müssen dazu an die Nägel im Holz geklemmt werden.

Schritt 3

Den Motor der Funkenstrecke mit zwei Kabeln und zwei Krokodilklemmen an das Netzgerät anschließen

Schritt 4

Die Sekundärspule der Teslaspule in die Primärspule der Teslaspule stellen und über den Draht am unteren Ende mit einem Kabel und einer Krokodilklemme an der Steckdose erden.

Schritt 5

Das äußere Ende der Primärspule der Teslaspule mit einem Kabel und einer Krokodilklemme an einem Nagel der Funkenstrecke befestigen

Schritt 6

Das innere Ende der Primärspule der Teslaspule mit einem Kabel und einer Verbindung für Bananenstecker an dem Flaschenkondensator befestigen. Der Flaschenkondensator besitzt zwei Anschlüsse. Einen an einer Eisenplatte auf dem Boden und einen an dem Drahtgerüst. Im Prinzip kann das Kabel an beiden angeschlossen werden. Es muss nur darauf geachtet werden, dass sich keine Kabel kreuzen.

Schritt 7

Den anderen Anschluss des Flaschenkondensators mit einem Kabel und einer Krokodilklemme mit dem zweiten Nagel der Funkenstrecke verbinden.

Durch das geschickte Setzen von Umgebungen kann das Bild des Kolibris hier an dieser Stelle erscheinen und könnte jetzt zum Beispiel den ersten Schritt des Experiments beschreiben

Versuchsdurchführung

Zuallererst ein kleiner Appell. Behaltet immer im Hinterkopf, dass hier mit gefährlichen Spannungen/ Stromstärken hantiert wird. Nur Befugte dürfen dieses Experiment durchführen und es gilt lieber einmal zu viel den Kondensator entladen als zu wenig. Nachdem das Experiment durchgeführt wurde oder wenn Parameter wie Windungszahl oder Drehgeschwindigkeit verändert werden MUSS der Transformator ausgesteckt werden. Und nun zur Durchführung.

Zuerst wird der Motor der Funkenstrecke angeschaltet. Anschließend wird der Transformator an eine Steckerleiste angeschlossen die an- und ausgeschaltet werden kann. Dabei muss unbedingt die Kabelführung überprüft werden. Da sowohl an dem Transformator als auch an der Teslaspule sehr große Spannungen entstehen dürfen sich Kabel, die auf unterschiedlichen Potenzialen liegen nicht überschneiden bzw. einen großen Abstand voneinander haben. Sonst kann es zu Überschlägen kommen. Dies gilt vorallem für die Kabel die zum Motor der Funkstrecke führen, da sonst das Netzgerät beschädigt werden kann. Nun kann der Transformator mit der Steckerleiste angeschaltet werden. Es ist darauf zu achten, dass Abstand zum Transformator und zur Spule eingehalten wird und der Transformator nicht zu lange betrieben wird (MAXIMAL 30 SEKUNDEN). Es können verschiedene Parameter varriert werden. Zum einen kann die Drehzahl des Motors und zum anderen die Induktivität der Spule über die WIndungszahl zwischen den Durchführungen verändert werden.

Mögliche Probleme und ihre Lösungen

Treten beim Experiment häufiger Fehler auf? Bitte beschreibe sie hier.

• Kabelführung (Abstände zwischen Kabeln so groß wie möglich machen, sonst durchschlagsgefahr)
• Drehzahl des Motors etwas unter 50 Hz einstellen.
• Durch Anheben/ Absenken der Primärspule der Teslaspule kann Kopplung verändert werden. Bei Überschlägen zwischen den Spulen der Teslapsule Primärspule absenken
• Transformator nicht zu lange laufen lassen (Überhitzung)
• Transformator über Steckerleiste ein und ausschalten, nicht am Traffo selbst.

Sicherheitshinweise

Hier nötige Sicherheitshinweise notieren. Ggf. Betriebsanweisung verlinken.

• Influenzmaschine

Fotos

Am Ende des Dokuments kommt eine Galerie aller Bilder, die zu diesem Experiment unter dem Namensraum "Datei:" bereits vorhanden sind. Im Allgemeinen lohnt es sich häufig auch, bereits bestehende Texte und deren Syntax zu betrachten:
<div class="row"> <div class="large-4 large-centered columns"> <ul class="example-orbit" data-orbit> <li> [[Datei:Bild.png|slide 1]] <div class="orbit-caption"> Bildbeschreibung </div> </li> </ul> </div> </div>

• 

      Platzhalter
  

• 

       Ein Kolibri
  

Literatur

Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter CC BY-NC-SA 4.0