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Potentialmessung mit der Flammensonde




Potentialmessung mit der Flammensonde

Ziel:                verschiedene Potentialmessungen im homogenen und radialsymmetrischen Feld

ohne Veränderung des elektrischen Feldes

Problem:        Hält man eine Metallplatte in das el. Feld verändert man damit das el. Feld; die



Feldlinien enden oder beginnen dann auf der Metallplatte statt auf der anderen Kondensatorplatte (Influenz!).

Lösung:          Man benutzt eine Flammensonde. Diese hat zwei Vorteile: sie ist einerseits

sehr klein, anderseits werden durch die Flamme Luftmoleküle ionisiert, d. h. die positiv und negativ geladenen Luftteilchen neutralisieren die Influenzladungen auf dem Leiter. Das el. Feld wird nicht mehr beeinflußt.

I. Potentialmessung im homogenen Feld eines Plattenkondensators

1. Versuchsaufbau

2. Untersuchung: Zusammenhang zwischen d und  ?

Verschieben der Flammensonde von positiv geladenen Platte zur geerdeten Platte (Nullpotential!), Messung von d (= Abstand zwischen der Flammensonde und der geerdeten Platte) und von 12  (bzw. U).

Meßtabelle

 

d / cm

20

15

10

5

0

 / V

 / d

Potentialverlauf längs einer Feldlinie

                           

3. Ergebnis

Mit zunehmendem Abstand d von der geladenen Platte nimmt die Potentialdifferenz 12 linear ab.

Im homogenen Feld gilt:        W = F · d        wobei      F = const.

Wegen F = const. ist auch E = F/Qp = const.

12  = E · d      daher gilt mit  U = 12           U = E · d

         U




Æ E =--

         d

         QUOTIENTENGLEICHHEIT!

II. Potentialmessung im radialsymmetrischen Feld einer geladenen Kugel

 

1. Versuchsaufbau

2. Messung

Meßtabelle

 

d / cm

5

10

15

20

25

 / V

 · d

 

Potentialverlauf längs einer Feldlinie

 

3. Ergebnis

Je weiter man die Sonde von der geladenen Kugel entfernt, desto kleiner wird die Potentialdifferenz. Es liegt hier also eine indirekte Proportionalität vor. (PRODUKTGLEICHHEIT!)

                                         1

Es ergibt sich: ~--

                                         d










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