Zitat : Benedikt hat am 11 Jul 2007 08:06 geschrieben :

>Das wäre nun meine zweite Frage: Wie kann man sich solch einen Würfel vorstellen ?

Als eine unbewegliche Raumladung in Quaderform. Ob sie homogen ist, hängt davon ab, ob sie zuvor gleichmäßig beschossen wurde. Anhand der Bilder nehme ich das an.


>Davon ausgehend, das das ganze wie ein Kugelkondensator vorstellbar ist, weitere Fragen:

Es ist überhaupt kein Kondensator. Ein Kondensator hat zwei Ladungen. Der Quader hat aber nur eine.


>Könnte man mit diesem geladenen Block nun eine statische Anziehungskraft ausüben ?

Ja, aufgrund des Coulombschen Gesetzes.


>Wäre dieser Block denn nun eine Elektret ? (Ein Elektret entspricht einem Magnet, nur wird kein Magnetfeld dadurch erzeugt, sondern eine elektrisches Feld.)

Ja. Elektrostatische Felder sind sog. Quellenfelder. Das heißt, ihre Feldlinien gehen von Quellen aus, und diese Quellen sind Ladungen. Eine solche liegt hier vor. Also ist der gesamte Quader von einem E-Feld umgeben und auch von ihm durchdrungen. Der Mittelpunkt ist wegen der Symmetrie feldfei. Hier treffen sich alle Feldlinien.


>Wenn man den Würfel jetzt sicher transportieren wollte, und ihn dazu in eine Metallbox stecken würde, würde sich diese bei einer Entladung des Würfels dann aufladen (da ja Ladungsträge aus der Erde in den Würfel eingebracht wurden) oder würde sich die Metallbox wie ein Faradayscher Käfig verhalten, und die Entladung nur auf das Innere begrenzen ?

Die Metallhülle für sich allein kann die Ladung nicht abbauen, aber sie lädt sich durch Influenz auf. Es entstehen fünf Zonen:

1. Das Innere: Es behält seine Ladung und sein Feld.
2. Die Innenfläche des Mantels: Sie trägt eine entgegengesetzte Oberflächenladung.
3. Das Innere des Mantels: Es ist Ladungs- und feldfrei
4. Die Außenfläche des Mantels: Sie trägt die gleiche Ladung wie die innere Oberfläche, aber mit umgekehrtem Vorzeichen.
5. Die Umgebung: Sie ist vom gleichen E-Feld erfüllt wie ohne Metallmantel.

Man sieht, da ist einiges los.




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There are more things between 
cathode and anode than are 
dreamt of in your philosophy

Also so was haben unsere Doktoranten in der Hochspannungshalle selber gemacht, einen Teilchenbeschleuniger braucht es dazu nicht.

Sie Haben den Würfel auf eine geerdete Fläche gestellt und eine Nadel hineingesteckt und etwas zurückgezogen. Dann die Nadel an eine hohe veränderliche Wechselspannug gelegt. Die Spannung soweit hochgedeht, das es zur Ionisierung der Luft kommt. dann wachsen diese Bäumchen wie von alleine. (Kapazitiver Spannungsteiler bei dem der Luftkondensator immer wieder gurchschlägt)

Du Must nur rechtzeitig aufhöhren, bei einem Gesammtdurchschlag verkohlt der eine Kanal und es sieht nicht mehr schön aus.

GRuß Topf_Gun


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Topf_Gun am 12 Jul 2007 13:20 ]

Hallo,
ein ganz wesentlicher Aspekt dieser modernen
Version Lichtenbergscher Figuren ist eine
Eigenheit der Plexiglas-Herstellung.
Plexi wird aus dem Monomeren zwischen Glas- oder
polierten Stahlplatten polymerisiert.
Auf diese Weise entstehen Scheiben mit
bestmöglicher optischer Ruhe.
Dies Verfahren geht aber nur bis ca 10 mm Dicke.
Will man dickeres Material, wird dies aus
den dünneren Scheiben geklebt, man verwendet
meist einen Plexikleber, der mit UV-Licht härtet.
Ergebnis sind Zwischenschichten, die augenscheinlich
ein wenig besser leiten als das "bulk" Plexiglas.
Das ist das Geheimnis dieser Platten mit dem
fraktalen Entladungsmuster in "Ebenen".
Übrigens gab es diese Klötze in den 60ern 70ern
als Dekorationsobjekte zu kaufen.
Gruß
Georg

[ Diese Nachricht wurde geändert von: GeorgS am 12 Jul 2007 14:00 ]

Erstmal Danke für die Erklärung. Mein Physik LK ist mittlerweile 5 Jahre her. Da vergisst man einiges...

Zitat : caes hat am 12 Jul 2007 00:51 geschrieben :

>Davon ausgehend, das das ganze wie ein Kugelkondensator vorstellbar ist, weitere Fragen: Es ist überhaupt kein Kondensator. Ein Kondensator hat zwei Ladungen. Der Quader hat aber nur eine.

Ist bei dem Würfel nicht genauso eine Ladungstrennung vorhanden wie bei einem Kondensator auch ?

Zitat :

Die Metallhülle für sich allein kann die Ladung nicht abbauen, aber sie lädt sich durch Influenz auf.

Das ist soweit einigermaßen klar. Die Energie im Würfel ist ja gegenüber der Erde gespeichert (ist dumm zu beschreiben). Ich stelle mir das ganze so vor:
Es wurden Elektronen (oder Ionen, was genau weiß ich nicht) aus der Erde entnommen und mittels Teilchenbeschleuniger in den Würfel eingebracht. Dadurch fließt die Energie bei der Entladung wieder in die Erde ab. Sollte der Würfel sich also Entladen, würde alles was nicht geerdet ist, und mit dem Würfel verbunden ist, sich also aufladen ?
Ich stelle mir den Würfel Momentan als eine Art Monopolare Batterie vor, deren 2. Pol das Erdreich ist.

Zitat :

Sollte der Würfel sich also Entladen, würde alles was nicht geerdet ist, und mit dem Würfel verbunden ist, sich also aufladen ? Ich stelle mir den Würfel Momentan als eine Art Monopolare Batterie vor, deren 2. Pol das Erdreich ist.

Hallo,
ich glaube das stellst du dir etwas falsch vor: Der Würfel ist ja kein Leiter, somit sind die Ladungsträger homogen (so stell ich mir das halt vor) verteilt. Ladung kann nur fliessen wenn die Feldstärke ausreicht um das Plexi zu ionisieren. Normalerweise liegt der Mensch ja auf Erdpotential. Und wenn man jetzt nicht was dran ändert (Kunstfaserteppich ) bleibts auch dabei. Langst du jetzt (du auf Erdpotenzial, aber von Erde isoliert) an den geladenen Würfel, dann wird entweder die Feldstärke zur Ionisation ausreichen und es findet ein Ladungsausgleich statt (du kriegst eine gescheuert , wahrscheinlich entstehen da auch schon die schönen Muster). Reicht die Feldstärke nicht aus, passiert gar nix, und du machst nur einen Ladungsausgleich mit den, unmittelbar an der Oberfläche befindlichen, Ladungsträger (das sind wahrscheinlich nicht viele, und du spürst nicht viel).

Grüsse Wulf

[ Diese Nachricht wurde geändert von: wulf am 12 Jul 2007 15:01 ]

Zitat : wulf hat am 12 Jul 2007 14:59 geschrieben :

Langst du jetzt (du auf Erdpotenzial, aber von Erde isoliert) an den geladenen Würfel, dann wird entweder die Feldstärke zur Ionisation ausreichen und es findet ein Ladungsausgleich statt (du kriegst eine gescheuert , wahrscheinlich entstehen da auch schon die schönen Muster).

Genau das meine ich. Das untere von den beiden Bildern zeigt genau diesen Fall: Ein Nagel wird in den Block geschlagen, und dieser entläd sich mit einem Überschlag, der dieses Muster entstehen lässt. Ich habe auch ein Video davon, aber das ist zu groß zum Hochladen. Da sieht man, wie jemand den an einem Stock befestigten Nagel reinschlägt, und der Block dann nachher einige Sekunden lang vor sich hin blitzt.

Man würde also einen (vermutlich recht heftigen) Stromschlag bekommen ?
Befinden sich eigentlich auch Ladungen auf der Außenseite des Würfels ? Wenn dieser im innern (wenn auch homogen) geladen ist, dann müsste dieser doch auch Ladungsträger anziehen, oder ? Also quasi auch zu einem Teil eine Art Plattenkondensator darstellen mit dem Würfel als Dielektrikum ?

Zitat :

Wenn dieser im innern (wenn auch homogen) geladen ist, dann müsste dieser doch auch Ladungsträger anziehen, oder ? Also quasi auch zu einem Teil eine Art Plattenkondensator darstellen mit dem Würfel als Dielektrikum ?

Natürlich wird der geladene Würfel andere Ladungsträger anziehen/abstossen.

Aber wie meinst du das mit dem Plattenkondensator? Erklär mal genauer was du dir da vorstellst. Der Würfel ist hier ja der Ladungsträger, was beim richtigen Plattenkondesator ja die leifähigen (!) Platten sind.
Im Plattenkondensator wird das Dielektrikum ja nicht aufgeladen (ist das überhaupt richtig? Ich möchte ja keinen Stuss daherreden) sondern nur polarisiert.

Grüsse Wulf

_________________
Simon
IW3BWH

Ich stelle mir das folgendermaßen vor:
Bei einem Plattenkondensator hat man die beiden Platten, zwischen denen ein elektrisches Feld aufgebaut ist, also eine Spannung anliegt.
Beim Würfel hat man keine Platten im eigentlichen Sinn, sondern nur Ladungsträger, die auch nicht auf einer Platte sitzen, sondern eben weit verteilt sind. Da aber alle die gleiche Ladung besitzen, haben also alle dasselbe Potential. Wenn ich all dieses Ladungen als eine Kondensatorplatte betrachte und die angezogenen Ladungen auf der Außenseite als die andere Platte, dann würde dies ja auch einen Plattenkondensator darstellen.
Dessen Kapazität ist vermutlich eher gering, im Vergleich zur Ladung die insgesamt in dem Block gespeichert ist.

Nochmal zurück zu der eigentlichen Vorstellung mit dem Kugelkondensator, die ja nicht so ganz passt. Das letzte was mir jetzt eigentlich noch zum einigermaßen-Verständnis fehlt:
Wie kann ich mir den Würfel vorstellen ? Wie eine Dose die ich mit Elektronen befülle und dann einen Deckel draufschraube ?
Mache ich die Dose auf, (bzw. schlage einen Nagel in den Block) fließt ein Strom (nicht nur an die Außenseite des Blocks) sondern weiter bis in die Erde.
Ist das soweit korrekt (mal davon abgesehen, dass die Ladungen in der Dose nicht so homogen verteilt sein werden wie im Würfel) ?

Hallo,
jetzt verstehe ich das mit dem Plattenkondesator. Das wäre durchaus möglich, ich habe aber noch nie davon gehört.
Ich habe auch über die "homogene" Ladungsverteilung im Block nachgedacht. Ich denke jetzt eher, dass die Ladungen nicht so homogen verteilt sind, sondern nur in dem Bereich, wo auch mit dem Teilchenbeschleuniger beschossen wurde.
Somit wäre es auch möglich, dass an den Rändern vom Block überhaupt keine Ladungsträger vorhanden sind.
Weiters habe ich mir auch die Frage gestellt, wieso der Nagel in den Block geschlagen werden muss. Könnte die mechanische Verformung (=Energie) des Blocks, "das Maß zum überlaufen bringen"? Oder ists einfach nur der Spitzeneffekt vom "spitzen" Nagel?
Den Dosenvergleich finde ich ganz passend.

Grüsse Wulf

[ Diese Nachricht wurde geändert von: wulf am 12 Jul 2007 18:15 ]

Die Elektronen haben eigentlich garkein Potential, sie sind/erzeugen das Potential. Und das hat ja nicht nur mit der (wenn wir jetzt von einem Kondensator ausgehen) Ladung zu tun, sondern auch mit der Kapazität.

Zitat :

Wie kann ich mir den Würfel vorstellen ? Wie eine Dose die ich mit Elektronen befülle und dann einen Deckel draufschraube ? Mache ich die Dose auf, (bzw. schlage einen Nagel in den Block) fließt ein Strom (nicht nur an die Außenseite des Blocks) sondern weiter bis in die Erde.

Wenn du den Nagel reinschlägst dann fließen die in der Nähe befindlichen Elektronen in die Nagelspitze (Kirchturm-Effekt) ab, dabei wird das Medium ionisiert, und es können mehr elektronen von außen herum folgen, das gibt neue kanäle... usw. Ein Lawineneffekt halt.


Übrigens, wenn du es schaffen würdest den Würfel zu zerteilen, ohne dabei eine Entladung auszulösen, dann würdest du nicht schlecht staunen zu was Coulomb-Kräfte alles fähig sind...

Ich guck mal ob ich das mit dem Potential und Feld in einer geladenen Kugel in nem öffentlich zugänglichen Skript finde.

edit: gefunden LINK

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Es irrt der Mensch solang er strebt

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Morgoth am 12 Jul 2007 18:30 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Morgoth am 12 Jul 2007 18:34 ]

Die Kräfte sind mir duraus bekannt. Ich habe mit hohen Spannungen schon einiges an die Wand geklebt (Papierblätter, Kunstoffdosen usw.).

So ein geladener Würfel wäre bestimmt ein schönes (und gefährliches) Spielzeug.

Hallo Benedikt,

>Ist bei dem Würfel nicht genauso eine Ladungstrennung vorhanden wie bei einem Kondensator auch ?

was heißt "bei"? Die Ladung ist einfach in dem Würfel. Ladungstrennung fand in der Ladungskanone statt, mit der der Würfel beschossen wurde.


>Das ist soweit einigermaßen klar. Die Energie im Würfel ist ja gegenüber der Erde gespeichert (ist dumm zu beschreiben).

Strenggenommen ist das nicht richtig. Energie ist keine Richtungsgröße. Die Energie in dem Würfel ist Folge der Abstoßungskräfte seiner Ladung. Diese Energie hat der Würfel inne und nimmt sie mit an jeden Ort im Universum, an den man den Würfel bringt.


>Es wurden Elektronen (oder Ionen, was genau weiß ich nicht) aus der Erde entnommen und mittels Teilchenbeschleuniger in den Würfel eingebracht.

Es braucht nicht die Erde zu sein. Jedes Stück Materie kann genügend Elektronen bereitstellen. Man muss sie nur herauslösen.


>Dadurch fließt die Energie bei der Entladung wieder in die Erde ab.

Sieh es mal anders. Die Ladung in dem Würfel will da raus. Im Vakuum würde sie einfach auseinanderdriften wie ein Gas. In einem Leiter auch. Bringt man den Würfel mit einem anderen Körper in Kontakt und sorgt für einen Durchschlag, verteilen sich die Ladungen auf beide Körper gleichmäßig. Ob dieser Körper nun eine große Metallkugel oder der Planet Erde ist, macht nur insofern einen Unterschied, als die Erde nicht so schnell ein Gegenfeld aufbaut, weil sie ihr Potential durch so wenig Ladung nicht ändert.

>Ich stelle mir den Würfel Momentan als eine Art Monopolare Batterie vor, deren 2. Pol das Erdreich ist.

Richtiger: Ein Kondensator, dem der zweite Pol fehlt.



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cathode and anode than are 
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