Foucaultsches Pendel

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Autor
Foucaultsches Pendel

    







BID = 579754

King-of-Smoke

Gerade angekommen


Beiträge: 4
Wohnort: daheim
 

  


Hallo erstmal,
bin neu hier und hab zu meiner Frage auch nichts in der Suche gefunden.
Mein Problem ist der Bau eines Foucaultschen Pendel, also einem Pendel das lange genug schwingt um die Erdrotation zu beweißen.
Dazu bräuchte ich einen elektronischen Antrieb und da bin ich bei meinen Recherchen auf diesen Schaltplan gestoßen:
http://www.univie.ac.at/pluslucis/PlusLucis/031/s11.pdf
Leider weiß ich nun nicht was ich für bauteile brauche und welche größe bzw. Kennzeichen diese aufweißen müssen.
Bitte helft mir da ich nicht so geewand bin auf dem Bereich der Elektronik.

Vielen dank schon mal im Vorraus

BID = 579759

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  


Zitat :
Dazu bräuchte ich einen elektronischen Antrieb
Nein, den hatte der alte Foucault auch nicht und auch die heute noch in Betrieb befindlichen Demonstrationsobjekte werden nur einmal am Tag angestoßen und schwingen dann frei.

Die Gefahr bei jeglicher Art von Antrieb besteht darin, dass dadurch unkontrollierte Kräfte eingeleitet werden, die bei der langen Versuchsdauer das Ergebnis verfälschen.
Evtl. kannst du auf diese Art sogar die Drehrichtung umkehren.
Peinlich!

BID = 579762

King-of-Smoke

Gerade angekommen


Beiträge: 4
Wohnort: daheim

Das stimmt er hatte damals keinen Antrieb.
Jedoch benutze er ein 67m langes und 28kg scheres Pendel dazu.
Ich habe höchstens Zimmerhöhe also 2,5m zur Verfügung.
Ich habe nicht die Möglichkeit ein Pendel zubauen das dem von Foucault in Größe und Gewicht ähnelt und so die Störempfindlichkeit imens Größer als beim Originalversuch ist.
Aber vielen dank für die schnelle Antwort

BID = 579790

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Mit einem so kurzen Pendel wird es sehr schwer sein, den Effekt einwandfrei nachzuweisen.
Wie ja auch in dem verlinkten Artikel beschrieben, nehmen etwaige Störeinflüsse dabei sehr schnell überhand.

Eine Möglichkeit wäre es das Pendel mit einem kleinen Weicheisenstück, z.B. einer Münze auszurüsten, und es an einem Elektromagneten vorbeischwingen zu lassen, der im richtigen Moment einen Stromimpuls bekommt.
Den E-Magneten wird man sich selbst herstellen müssen, da er absolut rotationssymmetrich sein muss. Z.B. könnte man eine größere Menge dünnen Kupferlackdraht auf einen grossen Eisennagel aufwickeln.

Was die Steuerung des Magneten angeht, so ist die naheliegende Idee einer Lichtschranke vermutlich nicht so einfach zu realisieren, weil sich die Schwingungsebene des Pendels ja verändert.
Es gibt eine rein elektronische Möglichkeit, die darauf beruht, dass man den Eisenkern vormagnetisiert. Bei der Annäherung der Münze wird dann in der Spule eine Spannung induziert, die den eigentlichen Stromimpuls auslöst.
Dieses Verfahren ist aber auch nicht ohne Tücken. Insbesondere wenn man keine Messgeräte hat um etwaige Fehler zu diagnostizieren, tappt man da völlig im Dunkeln, wenn es nicht funktionieren will.

Ich könnte mir vorstellen, dass man mit einem zweckentfremdeten analogen Quarzwecker zum Ziel kommt.
Dessen Motor erhält alle Sekunde einen kurzen Impuls, wobei die Periodendauer eigentlich 2 Sekunden beträgt, weil zwei Anschlüsse beteiligt sind:


Code :

Anschluss1: 000+000-000+000-000 usw.

Anschluss2: 000-000+000-000+000 ----> Zeitachse

Wenn man diese Impulse etwas verstärkt um den Magneten anzutreiben und das Pendel so abstimmt, dass der Impuls kommt, kurz bevor das Pendel über dem E-Magneten ist, kann man es so entdämpfen.
Die Schwingung des Pendels muss dazu einen Hauch langsamer sein als der Takt, den der Quarzwecker vorgibt.

Es ist aber nicht nötig, dass das Pendel eine Schwingungsdauer von genau 1 oder 2 Sekunden hat, sondern es kann viel langsamer sein. Ungenutzte Stromimpulse verpuffen dann einfach unwirksam.

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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



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BID = 579800

King-of-Smoke

Gerade angekommen


Beiträge: 4
Wohnort: daheim

Ich habe nur das Problem dass ich technisch nicht so versiert bin und so nicht soviel Ahnung habe was man alles dazu braucht.
So z.B. der Elektromagne, wieviele Windungen wären da von Nöten?
Und wäre ein Schaltsystem wie auf seite 4 beschrieben nicht Sinnvoll bzw was für Bauteile bräuchte man dafür?
mfg

BID = 579814

kea5

Stammposter

Beiträge: 356

BID = 579816

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
der Elektromagne, wieviele Windungen wären da von Nöten?
Möglichst viele Windungen aus möglichst dünnem Draht.
Normalerweise würde man wohl mit einer fertigen Spule z.B. aus einem Relais oder einem Transformator beginnen, aber diese Teile sind heute oft mit Kunstharz vergossen oder verklebt, sodass man den originalen Eisenkern nicht herausbekommt, ohne dabei die Spule zu zerstören.
Der Originalkern muss aber heraus, weil er in aller Regel nicht rotationssymmetrisch ist.

Da du dich mit den Teilen nicht gut auskennst, kann ich dir auch nicht empfehlen im Spermüll danach zu suchen. Manche Elektrogeräte sind in dieser Hinsicht aber wahre Fundgruben.



Zitat :
wäre ein Schaltsystem wie auf seite 4 beschrieben nicht Sinnvoll
Davon halte ich nicht viel, weil dazu ein Permanentmagnet am Pendel benötigt wird. Dessen Wechselwirkung mit dem Erdmagnetfeld dürfte den gewünschten Effekt wohl völlig überlagern.
Dadurch wird das Ganze wohl allenfalls als Kompass taugen ...

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BID = 579818

King-of-Smoke

Gerade angekommen


Beiträge: 4
Wohnort: daheim

Also bau ich mir aus einem Dicken Eisennagel und viel dünnem Draht einen Elektromagneten.
Aber welche Bauteile brauch ich sonst noch?

BID = 579864

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Einen analogen Quarzwecker für 2Euro,
+ ein Netzteil (solche aus dem Comuterschrott haben eine hohe Leistungsfähigkeit und eignen sich gut),
+ ein paar npn-Transistoren, kleine wie den BC337 und grosse wie 2N3055 (immer mit dem Zusatz "oder ähnlich" falls es billigere mit ähnlichen Daten gibt),
+ ein paar nicht zu dicke Drähte um die Teile zu verbinden (bestimmt findest du irgendwo ein paar nicht mehr benutze Leitungen oder Reste mit vielen bunten Adern darin),
+ irgendetwas um zu sehen ob Spannung vorhanden ist (Ein Messgerät ist fein, aber zur Not tuts auch eine LED mit Vorwiderstand),
+ einen kleinen Lötkolben sowie Lötzinn (mit ca. 60% Sn oder mehr), um die Teile zu verbinden (Zusammenknoten der Drähte taugt nicht, das schafft mehr Probleme als es löst).

Der CuL sollte zweckmäßig 0,25mm...0,6mm dick sein. Dünnere Drähte reissen beim Wickeln leicht, und dickere sind schon etwas sperrig und führen auch zu ziemlich hohen Stromstärken.
Wickel den Draht nicht direkt auf den Nagel, sondern auf ein Röhrchen aus Kunststoff. Dann kannst du mit verschiedenen Nägeln experimentieren.

Über den Aufbau des Pendels musst du dir selbst Gedanken machen.
Ich denke du solltest eine Feineinstellung vorsehen, mit der du die Länge millimeterweise justieren kannst. Die Pendelschwingung darf wirklich nur einen Hauch langsamer sein, als es dem Quarztakt entspricht.
Bei kommerziellen Pendeluhren hatte man dazu auf einer Plattform in der Mitte der Pendelstange kleine Gewichte (0,1g) aufgelegt oder weggenommen. Durch Auflegen eines solchen Gewichts wandert der Schwerpunkt nach oben und die Uhr wird schneller.
Du wirst dazu nicht die Möglichkeit haben, aber ein grundsolider Aufbau an dem nichts wackelt, vielleicht ein Schraubhaken in deer Zimmerdecke, ist unabdingbar.

Nimm für das Pendelseil keine Naturfasern, damit könntest du lediglich die Luftfeuchtigkeit bestimmen. Auch Kunststofffasern sind nicht besonders geeignet, weil sie stark temperaturabhängig sind und auch kriechen können.
Das im Beitrag genannte Aramid wirst du nicht verwenden können. Daraus werden u.a. schussichere Westen gemacht - Im Hobbymarkt nicht zu bekommen.
Bleibt wohl nur ein möglichst dünner Stahldraht.
Auch einige Widerstandsdrähte sind ähnlich fest, sehr dünn, und haben oft einen noch kleineren Temperaturkoeffizienten.


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BID = 579949

Ltof

Inventar



Beiträge: 9333
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
perl hat am 12 Jan 2009 21:55 geschrieben :

Das im Beitrag genannte Aramid wirst du nicht verwenden können ... Im Hobbymarkt nicht zu bekommen.

Man bekommt es als Drachenleine ("Kiteleine") im Hobbybereich. Eigentlich ist es für Drachensport verpönt, weil es schneidet und die Leinen benachbarter Drachen zerstört. Bei eBucht ist es leicht zu finden.

Gruß,
Ltof

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 579992

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Man bekommt es als Drachenleine ("Kiteleine")
Ob das dünn genug ist ?
Andererseits darf der Pendelkörper ja ruhig etwas wiegen.

BID = 580065

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13763
Wohnort: 37081 Göttingen

Ich habe mal irgendwo die Schaltung von diesem kleinen Dekopendel gesehen, die bestand nur aus einem Transistor, einer Spule und einer Batterie, also ganz einfach. Leider weiß ich nicht mehr wo ich die gesehen habe. Der Transistor wurde von der induktion der Spule geschaltet.
Gruß
Peter

http://www.goethe.lb.bw.schule.de/f.....t.htm

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Otiffany am 13 Jan 2009 18:12 ]

BID = 580074

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Das hatte ich ja schon angesprochen. Allerdings ist imho auch die von dir verinkte Konstruktion
Zitat :
Daher ist in das Pendel unten ein Stabmagnet eingebaut. Schwingt das Pendel über den Tiefpunkt seiner Bahnkurve, so gibt eine direkt darunter befindliche elektromagnetische Spule einen magnetischen Impuls
prinzipiell falsch, weil auf diese Art leicht ein Kompass daraus wird.
Besser wäre es den Spulenkern mit einem Permanentmagneten vorzumagnetisieren und das Pendel weichmagnetisch zu machen. Der Induktionseffekt bleibt dabei ja der Gleiche.



Zitat :
habe mal irgendwo die Schaltung von diesem kleinen Dekopendel gesehen, die bestand nur aus einem Transistor, einer Spule und einer Batterie,
Soetwas kenne ich. Die Spule wickelt man aber besser nicht selbst, weil insbesondere die Ansteuerwicklung für den Transistor aus sehr vielen Windungen (geschätzt 10.000) sehr dünnen Drahtes (ca 0,05 CuL) besteht.
Besser man klaut soetwas aus dem Perpetuum Mobile. Ich hatte mal eines für 10DM bei Woolworth gekauft.

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 13 Jan 2009 18:33 ]

BID = 580078

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13763
Wohnort: 37081 Göttingen

Ein Quarzwecker wird ihn nicht weiterbringen, denn das Pendel schwingt in Eigenresonanz und nicht im Sekundetakt.
Gruß
Peter

BID = 580081

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
denn das Pendel schwingt in Eigenresonanz und nicht im Sekundetakt.
Ich hatte ja schon erwähnt, dass es das nicht muss, sondern dass lediglich die halbe Periodendauer des Pendels ein ganzzahliges Vielfaches des Quarztaktes sein muss. - Und einen Hauch mehr, damit die zur Energieeinkopplung nötige Phasenverschiebung entsteht.

Die eigentliche Schwierigkeit, die ich dabei sehe, ist die durch Temperatur und Kriechen veränderliche Länge des Fadens, der evtl. zu einer zu schlechten Frequenzkonstanz führt.


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