[Gucki]

Kleine Korrektur zur Alukugel. Das war kein Biundfaden sondern ein Kabel. Die Kugel wurde also durch eine galvanische Verbindung auf gleiche Spannung geladen. Und sie oszillierte auhc nicht. Das war auf anderen Fotos.

Aber das ändert nichts. Es sieht nach Abstoßung aus und es wird im Bändchenelektrometer genutzt (dort sind es zwei oben verbundene Alustreifen).

[alfsch]

So, nun habe ich den Versuch real gemacht.
Als Käfig: das Pommes-teil von der Heißluftfritteuse:

   

Dann leitfähige Folie gesucht...1. leitet nicht --- 2. leitet, aber ist sehr steif --- 3. leitet, ist auch dünn/flexibel
also mit nr3 + Stück HV-Kabel (zwecks Isolation beim durch-stecken durch das Gitter ).

Dann Test: Gitter-Box auf Masse, HV an den Draht zur Folien-Elektrometer ->  boing, gehen die Folien-streifen auseinander. klar.
(Gitter-Box auf PE Box vom Dampfgarer --- ja, ganzer Versuch in der Küche ...   )
dann 2. Test: Gitter-Box mit dem Anschluss zum  Folien-Elektrometer verbunden, HV dran -> nix. null. unbewegte Folien-streifen.
dann Kontrolle der Aufladung: Folien-Elektrometer jetzt aussen  an Gitter-Box, verbunden; HV -> Folien-streifen auseinander. klar.

Somit: q.e.d.  , es gibt keine elektrostatische Abstossung , nur Anziehung bei verschiedenen Potentialen. 

->> Sollte man mal auf Wikipedia und den ganzen Physik-Büchern korrigieren... 

[Gucki]

(29.08.2024, 07:42 PM)alfsch schrieb: So, nun habe ich den Versuch real gemacht.

Super! Da geht mein Herz auf!  Selbst ein fehlinterpretierter Versuch ist 1000-mal ehrenwerter als eine Blahblah-Theorie

Standard-Folklore: Das Innere eines faradayschen Käfigs ist feldfrei, weil die Ladungen nach außen streben. Das ist noch kein q.e.d.

Aber ich denke in Deinem Sinne mit. Deine These ist derart schräg, dass sie sexy ist.

[Gucki]

Hier hab ich eben das Feld eines faradayschen Käfigs gemessen:

   

Links der negativ geladene faradaysche Becher, in dessen Mitte und über deren Außenseite je  eine Elektrode schwebt.

   

Das Elektrometer ist mit Kapazitätsdiodenchopper. > 100 Gigaohm Eingangswiderstand. Nicht so hochhohmig wie mein Elektrioskop. Aber statt 500V zeigt es 5 Dekaden empfindlicher an.

Ohne Hochspannung misst der Becher das elektrische Feld der Lufthülle.  Steigt bei Gewitter an. Nehmen wir als Nullwert.

   

Sobald ich auch nur wenige hundert Volt Hochspannung anlege, schießt der Wert fast durch die Decke:

   

Die Außenelektrode hat Minuspotential, weil sich dort die Elektronen sammeln.

-----------

Und so ist die Anzeige, wenn ich den Becher positiv lade:

   

[Gucki]

Ich hab eine Idee., wie wir Deine Anziehungsthese prüfen können.

Ich lade beide Alulappen aus unterschiedlichen HV-Quellen. Wenn Deine Anziehungsidee richtig ist, sollte sich bei einem ganz kleinen Spannungsunterschied ja nicht großartig was verändern.

Wenn wir bei exakt gleicher Spannung aber einen "komischen Effekt" der Metallzungen sehen, dann ist Deine Anziehungsidee widerlegt.

Mal gucken, ob ich das schön darstellen kann....

[Gucki]

Setup:

   

Links zwei +HV-Versorgungen. Rechts der Messplatz. Linke Elektrode ust massiv. Rechte Elektrode ist ein Alustreifen. Jede Elektrode hat ihre eigene Versorgung.

Linke Elektrode = 0V, rechte Elektrode = 0V:

   

Linke Elektrode = +5 kV, rechte Elektrode = +5 kV: -> Abstoßung

   

Linke Elektrode = +4.5 kV, rechte Elektrode = +5 kV -> Anziehung

   

Auch bei allen anderen ungleichen Spannungen stets Anziehung.

[alfsch]

Moin...

>Linke Elektrode = +5 kV, rechte Elektrode = +5 kV: -> Abstoßung  <

NO. Anziehung durch die anders geladene Umgebung !

Denk mal kurz nach: 
kleine Kugel im leeren Raum (Weltall, unendlich weit weg von jeder Materie) - welche Spannung/Potential hat die ? Keine oder jede, völlig egal, es gibt ja keinen Bezugspunkt.
Nun eine zweite Kugel, in 1m Entfernung; auf selbem Potential, dh Spannung NULL zwischen den Kugeln.
Passiert da was ? no, gar nix.  
Wenn die Kugeln aber nun auf 1 Mio Volt geladen sind, beide, was passiert dann ? Auch nix, weil kein Potential zwischen den Kugeln, dh kein Feld und somit keine Kraft-wirkung möglich.
Wenn eine Kugel aber 1 kV anders geladen ist, gibts ein Feld zwischen den Kugeln , das die Tendenz hat (wie bei Magneten), die Feldlinien zu verkürzen (geringere Energie, zweiter Hauptsatz...Entropie - du kennen das.) -> sie ziehen sich an, bis zur Berührung -> Ladungsausgleich, beide sind auf 1 Mio Volt (+/- 500V, je nach Ladungsunterschied vorher, +/- 1 kV)
-- und es passiert nix mehr.

Es gibt keine elektrostatische Abstossung. Punkt.

(Auch wenn es "offensichtlich" für Kiddies so aussieht, als würden die Folien beim Elektrometer sich abstossen -
tun sie aber nicht, sondern die Umgebung zieht sie an, zwischen den Folien herrscht gleiches Potential, keine Kraft, somit bleibt nur die Anziehung der Umgebung. Ist die auf gleichem Potential, "zeigt" das Elektrometer nix mehr an. Kein Feld - keine Kraft.)
Bedenke also, was du über deine Messung von wegen Anziehung/Abstossung elektrostatischer Ladungen schreiben willst... 

[Gucki]

(30.08.2024, 09:26 AM)alfsch schrieb: Nun eine zweite Kugel, in 1m Entfernung; auf selbem Potential, dh Spannung NULL zwischen den Kugeln. Passiert da was ? no, gar nix.  
......

Hallo Alfsch,

ich interpretiere die Experimente anders.

Nur zwischen elektrisch neutralen Körpern sehe ich keine Kräfte. In allen anderen Fällen messe ich Kräfte.

Beispiele: Negativ zieht positiv an. Positiv zieht neutral an (durch Influenz oder beim Isolator durch Polarisation). Negativ zieht negativ an (wenn Spannung ungleich). Und wenn zwei Körper mit gleicher Spannung geladen sind, gibt es den Sonderfall "Abstoßung".

Bzgl. Deines faradayschen Käfigs konnte ich die Lehrbuchmeinung experimentell bestätigen, dass sich die Ladung nicht im Innenraum sondern auf der Außenschicht des Käfigs befindet. Ein galvanisch mit dem Käfig verbundener geladener Körper im Inneren gibt seine Ladung also an die Außenschicht ab (das ist übrigens das Wirkprinzip des kugelförmigen Kollektors oben auf dem Bandgenerator).

Da ich von Physik keine Ahnung hab, muss ich mich stets auf derartige Experimente stützen.

Ich bewundere und beneide aber stets Physik-Versteher ("Es gibt keine elektrostatische Abstossung. Punkt."). Vielleicht werde ich ja irgendwann auch mal so ... "wissend".

Beste Grüße

Wolfgang

[alfsch]

Jo, da haste ein Schlupfloch für die falsche "Interpretation" gefunden...cool.

Kann ich auch:

Zitat:Bzgl. Deines faradayschen Käfigs konnte ich die Lehrbuchmeinung experimentell bestätigen, dass sich die Ladung nicht im Innenraum sondern auf der Außenschicht des Käfigs befindet. Ein galvanisch mit dem Käfig verbundener geladener Körper im Inneren gibt seine Ladung also an die Außenschicht ab (das ist übrigens das Wirkprinzip des kugelförmigen Kollektors oben auf dem Bandgenerator).

Dann ist der perfekt abgeschirmte Bereich zwischen den Folien (sie liegen ja zunächst zusammen) aber auch "das Innere eines faradayschen Käfigs"
und somit ohne Feld und ohne Kraftwirkung, denn es "gibt seine Ladung also an die Außenschicht ab".
Es KANN sich also nie aufgrund einer Feld- oder Ladungs-wirkung durch eine Kraft von Innen (=Abstossung) bewegen.
Oder hat die abschirmende Wirkung eines faradayschen Käfigs hier keine Gültigkeit...ganz plötzlich ??

PS: Wenn du es schaffst, die (nicht vorhandene) Abstossung gleicher Potentiale , also zb 0V -- 0V , zu beweisen,
bauen wir einen Nullpunkt-Generator und kommen doch noch nach Stockholm...  

[alfsch]

[Gucki]

Alfsch hat mich angerufen. Wir machen weiter. Ich muss nachdenken.

[Gucki]

Ich hab Alfschs faradayschen Käfig etwas abgewandelt.....


Ich habe einen oben geschlossenen Trichter aus Alufolie. Der Trichter wird von einem Stativ gehalten.

In dem Trichter befindet sich ein massiver Kegel aus Alufolie, der auf einer Stange steht. Stange und Kegel werden gewogen.

Trichter und Kegel können separat mit Hochspannung versorgt werden.

   

Ich erwarte eine Gewichtsabnahme bei Spannungsgleichheit, die nicht durch Anziehung zu erklären ist.

Oder?

[alfsch]

Ok...  (Stange : isolierendes Material - klar.)
also : Referenz 0V -- 0V  , kein Feld, keine Kraft -> Referenz-NULL-Gewicht
+
innen zB  +2kV --- 0V , Feld 2kV , Anziehung -> ++ Gewicht (einige zig- mg , je nach Fläche+Abstand ), "schwerer" ;

dann (nach meiner Hypothese) :

innen = aussen , auf +2kV , nix Kraft -> wieder Referenz-NULL-Gewicht ;

---------

oder (nach den "allgemein bekannten Gesetzen" ):

innen = aussen , auf +2kV , Abstossung -> -- Gewicht (einige zig- mg , je nach Fläche+Abstand ) , genauso viel "leichter" jedenfalls, wie oben ++ .

(Gleiches gilt natürlich für negative Ladung, statt +2kV eben -2kV .) --- Falls es die "Abstossung" eben geben sollte...

[Gucki]

Ok. Dann mach ich das morgen früh.

Ich hab nur drei Hochspannungsquellen: zwei positive und eine negative. Sie sind zwar galvanisch isoliert, aber wegen der Streukapazitäten und Isolationsabstände nicht umpolbar. Richtig flexibel bin ich also nur bei positiven Ladungen.

Wenn ich keine Abstoßung messe könnte, dann wär ich schon schwer beeindruckt. Morgen ist Freitag der 13. 

Der Tag an dem die Elektrostatik unterging... 


Angehängt noch die Feldlinienbilder des Uni-Simulators.

[alfsch]

> Morgen ist Freitag der 13. 

Der Tag an dem die Elektrostatik unterging...  

oder

Der Tag an dem meine Hypothese unterging...  


-- irgendwie auf jeden Fall ein schwarzer Freitag. 

[E_Tobi]

Als staunender Zuschauer frage ich mich an der Stelle:

Zum einen, was erwartet ihr zu sehen, in beiden Fällen? Wie hoch ist der Kegel, wie groß die Flächen, was wird die Waage anzeigen wenn Gucki recht hat, was wenn Alfsch recht hat? Wie weit differieren die Messwerte, wo sind die Grenzen der Messmittel?

Und dann noch, rein praktisch - wie wird der innere Kegel geladen? Eine dünne Leitung im Inneren des Stabes? Hat ihr vorhandensein einen Einfluss, sei es mechanisch oder elektrostatisch? Müsste man sie ebenfalls schirmen?

"Unendlich" und "Feldfrei" sind immer so unpraktisch....

[alfsch]

@Tobi, 

ja, unendlich kleine Punktladung im feldfreien Raum - geht nicht, gibts nicht, schwer vorstellbar -- aber echte Physiker lieben das ! 

+ Klar, Messung braucht ne Laborwaage (am besten mit Auflösung im 1mg Bereich ) und es wird , wie Gucki meinte :

> Ich erwarte eine Gewichtsabnahme bei Spannungsgleichheit, die nicht durch Anziehung zu erklären ist.

-> Bei NULL Spannung an allen Teilen zeigt die Waage xx Gewicht an - klar.

Bei (zB positiver) Spannung und weiterhin null am aussen/Trichter muss sie xx mg mehr anzeigen - auch klar. (Anziehung der Flächen)

Wird der aussen/Trichter nun auf Spannung gebracht, wird er bei gleicher Spannung, wie der innere , die Waage wieder das selbe Gewicht anzeigen lassen, wie zu Beginn , bei NULL Spannungen. Dann habe ich richtig überlegt...
oder er wird deutlich "leichter", als  bei NULL Spannungen, falls es eine Abstossung gibt . Dann haben die Physik-Schulbücher recht...

(Ich muss mal etwas rechnen, wieviel Kraft/Anziehung zu erwarten ist, bei etwas, das ich so bauen könnte --
- und ob das mit meiner Waage (10mg Auflösung) überhaupt zu messen wäre, ohne im +/- 10mg Bereich unterzugehen... ) 

+ ja, die Zuführung der Spannung ist ein Problem : darf quasi kein Gewicht haben, keine Kraft ausüben und bei Aufladung auf Spannung keine Kraft auf das "gewogene Teil" ausüben (durch die Anziehung der Umgebung ) - und isoliert muss es auch noch sein .
Vermutlich die grösste Fehlerquelle...je nach gut oder weniger gut überlegtem Aufbau .

[E_Tobi]

(12.09.2024, 09:00 PM)alfsch schrieb: (Ich muss mal etwas rechnen, wieviel Kraft/Anziehung zu erwarten ist, bei etwas, das ich so bauen könnte --
- und ob das mit meiner Waage (10mg Auflösung) überhaupt zu messen wäre, ohne im +/- 10mg Bereich unterzugehen... ) 

Genau, darauf wollte ich hinaus...kann ich das was ich erwarte im praktischen Messaufbau tatsächlich sicher nachweisen, oder geht es um milligrams differenz bei 10kg Eigengewicht....

(Edit: Dazu, was sind die ungenauigkeiten des Aufbaus. Die Waagrechte Fläche oben im statischen Zylinder zum Beispiel. Wie klein muss der Spalt zwischen den Zylindern sein damit der Effekt gut sichtbar ist, aber das noch nicht überschläg, usw)

[alfsch]

...falls Rechnung stimmt... bei -angenommen- effektiv 50 qcm und 5mm Abstand, 2kV Spannung-> ca. 350mg "Gewicht" Kraft ;

+ wenn der Alu-Folie Kegel innen mit Trinkhalm als Stange + Grundplatte ca. 50 g wiegt -- mit Laborwaage gut zu messen.

-- falls nur 25 qcm bei 10mm Abstand ... sinds nur noch 44 mg -- da wirds schon "schwieriger" 

(Hängt also stark vom gekonnten Aufbau ab.)


Kraft - Plattenkondensator : F = 1/2 * eo * er * (E)exp2 * A   ( in N, Newton , er=1, eo = 8,85 * 10exp -12 , E in V/m , A qm)

sowas zb:

   

[Gucki]

Im Geräteschrank des Basteltischs hab ich ne kleine China-Waage, mit der man ganz erstaunliche Dinge machen kann:

Microgravity Radar, viXra.org e-Print archive, viXra:2304.0173

oder...ganz banal... man kann mit ihr geschüttete Bauteile "zählen".

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Für Physik nehm ich aber immer die große mechanische Waage, die ich sicherheitshalber (Freitag 13.) noch gestern Abend aus dem Labor auf meinen Arbeitstisch geschleppt hab. Sie ist ein 30kg-Panzer in Endsieg-Technik, der sich durch nichts stören lässt. Tatsächlich werden in ihr kilogrammschwere Mechanismen bewegt und zum Schluss fällt eine Nachweisgrenze von 10 ug raus. Mit 100 ug ist sie spezifiziert.

   

Im Prinzip ist sie eine Balkenwaage, die nur die Differenz zwischen zwei beliebig großen Massen anzeigt. Ich kann auf die linke Waagschale eine ganze Titanic stellen und auf die rechte Waagschale eine exakte Kopie des linken Schiffes. Trotzdem kann ich mühelos feststellen, ob die eine Titanic eine Messerspitze mehr Kohle gebunkert hat als die andere und um wieviel Kohle es sich genau handelt (in der Elektronik nennt man das "Messbrücke").

Die kleine Chinawaage ist dagegen im Prinzip eine Federwaage. Bei ihr wird tatsächlich das Gewicht des gesamten Schiffes mit und ohne Kapitän gemessen, um das Gewicht des Kapitäns zu ermitteln. Bei derartigen Waagen kann die Unlinearität des Sensors deutlich größer als die Nachweisgrenze sein.