experiment | frequenz

Gast nr 1 · Gast

Ich würde gerne zu hause ein wenig mit Frequenzen vom Storm experimentieren.

So weit ich weiß wird in die Steckdose ein Storm mit 230 V (wechselstrom)
mit 50 Hz eingespeist. kann ich mit einem zusätzlichen Gerät die frequenz
manipulieren ??? wenn das geht , wie heißt das Gerät?

ist das einer dieser Oszilloskope ?

Crotaphytus · Anmeldungsdatum: 21.10.2005 Beiträge: 138

Regel Nummer 1:

Experimentiere niemals mit Strom aus der Steckdose, wenn du nicht ganz genau weißt, was du da tust. Und deinem Post entnehme ich, dass du genau das nicht weißt, denn mit nem Oszilloskop könntest du die Frequenz vielleicht messen, aber nicht beeinflussen.
Also noch mal: Finger weg von der Steckdose!

Gast

1) Experimentiert man nicht mit Strom aus der Steckdose wenn man nicht genau weiß was man tut.

2) Zeigt dir ein Oszillograph das Signal nur an, womit du deine 50Hz-These bestätigen könntest. Um das zu ändern brauchst du wohl einen Funktionsgenerator, den du an das Netz anschließt und der dann das gewünschte Signal ausspuckt.

3) Was um Himmels Willen willst du eigentlich machen? Ich kann nur 1) wiederholen, und ohne dir zu nahe treten zu wollen: es scheint mir nicht so als ob du 100% Ahnung hättest.

munich · Anmeldungsdatum: 04.02.2006 Beiträge: 255

Da hat Crotaphytus absolut Recht, von den 230 V solltest du auf jeden Fall die Finger lassen !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Wenn du dich aber für Experimente mit Strom und Frequenz interessierst, dann solltest du
1) eine Schwachstromquelle nehmen, es reicht vielleicht sogar schon eine Batterie, ein 9 Voltblock oder so
2) mal in Wikipedia oder Google oder hier im Forum nach dem elektromagnetischen Schwinkreis suchen, damit kannst du dir selbst Wechselstrom eerzeugen, mit einer Frequenz, die du vorgeben kannst und vor allem das ganze bei ungefährlichen Spannungen und Stromstärken.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Man kann durch eine Reihe von Kippstufen die Frequenz 50Hz durch beliebige ganze Zahlen teilen und so zu niederfrequenteren Signalen kommen, durch welche zB ein Sekundenzähler angesteuert werden kann. Tatsächlich funktionieren so billige Uhren.

Wenn schon Wechselspannung, dann nimm einen Trafo und arbeite auf der Niederspannung-Sekundärseite. Das ist einfacher und sicherer. Aufpassen musst du aber allemale...Ich weiss ein Lied davon singen - habe schon dutzendemale in 220V hineingegriffen - ist nicht angenehm ! smile

Gast nr 1 · Gast

keine angst so anungslos bin ich net !

hab schon im physikunterricht das ganze zeuch durchgekaut.

aber bis jetzt wußte ich eben nicht genau wie man frequenzen von strömen ändern kann!

wenn ich mit nem funktionsgenerator die Frequenz ändere, wird der strom
dann vielleicht nachteilig beeinflusst z.b. durch in der Stromstärke ?

ps. ich brauch leider die 230V sonst würde ich das nicht damit testen

hab schon ein Pc-netzteil zwischen geschaltet . passiert aber nix

irgentwie zieht der kein strom durch!

Frank11NR · Anmeldungsdatum: 15.06.2005 Beiträge: 82

Hi Gast,
ich muss auch mal meinen Senf dazu geben, weil sich mir ehrlich gesagt die Nackenhaare aufstellen. An 230 Volt dürfen nur Elektrofachkräfte "herumbasteln", sich im Physikunterricht damit zu beschäftigen reicht dazu nicht mal annähernd, was auch die Frage "ist das eines dieser Oszilloskope" zeigt.
(Am Rande: Genaugenommen darf man nicht mal selbst eine Steckdose anschließen, ohne dies danach von einem Elektromeister absegnen zu lassen)
Das ganze hat den Hintergrund, dass 230V unter Umständen tödlich wirken oder zumindest schwere Schäden verursachen können.
Und nicht zu Letzt können Elektrofachkräfte, die Dir Tips dazu geben im Ernstfall rechtlich belangt werden (dieses Problem hatten wir mal in nem anderen ET- Forumausgiebig diskutiert).
Also WENN Du mit Frequenzen herumspielen willst, dann nur mit Kleinspannung... dazu jetzt ein Tip: Frag doch mal bei Ausbildungsbetrieben, falls es in Deiner Nähe eine gibt an einer Universität im Fachbereich ET oder einfach an Deiner eigenen Schule nach, ob Sie Dir einen alten Frequenzgenerator oder ähnliches billig überlassen können, die sind nämlich für experimentierende Laien ausgelegt und die Chance, Dich damit umzubringen liegt um ein Vielfaches niedriger (eigentlich gehts damit nur, wenn Du Dir das Ding aufn Kopp fallen lässt Augenzwinkern

)

Grüße,

Frank

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Gast nr 1 · Gast

ok also das mit der Sicherheit hätten wir geklärt. Bitte keine "tips" dazu reischreiben. ein bisschen kenn ich mich aus und umbringen werde ich mich damit ziehmlich sicher nicht.

also nochmals : beeinflusst die Frequenz den Strom in seiner Sträke oder Spannung ??

Gast

Crotaphytus · Anmeldungsdatum: 21.10.2005 Beiträge: 138

Wenn du nur ohmsche Widerstände einbaust nicht. Aber sobald irgendwelche anderen Bauteile wie Spulen oder Kondensatoren dazukommen, dann natürlich schon, und das nicht zu knapp!

Das schönste Beispiel hierfür ist wohl der Tesla-Trafo, mit dem man wirklich saftige Spannungen hinkriegt. (Wobei auch hier gilt: Im Internet drüber informieren toll, Videos davon anschauen super, aber nicht nachbauen... Aber das haben wir ja schon ausreichend geklärt.)

Hast nicht zufällig nen begeisterten Physiklehrer? Zumindest meiner hätt sich garantiert nur zu gerne bereit erklärt, mal nen Nachmittag zu opfern, wenn da jemand gekommen wär und n bisschen was über die Materie rausfinden gewollt hätte. Hätte für dich den Vorteil, dass die Schulen meistens wenigstens n paar kleine Bauteile haben, mit denen man gefahrlos rumexperimentieren kann.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Die Frequenz ist von Stromstärke und Spannung grundsätzlich mal unabhängig, genauso wie ein Auto gleichzeitig blau sein und einen Dieselmotor haben kann. Das eine hat mit dem anderen vorerst mal nichts zu tun. Die Frequenz ist eine Kenngrösse einer Wechselspannung oder eines Wechselstromes, neben seiner Amplitude in A oder V.

Die Frequenz beeinflusst Strom und Spannung jedoch insofern, als man in einer Schaltung frequenzabhängige Bauteile hat, d.h. Kondensatoren oder Induktivitäten. Diese haben eine Impedanz, welche von der Frequenz abhängt:

Spule:

Die Spule lässt also niederfrequente Ströme "leichter" passieren als hochfrequente.

Kondensator:

Der Kondensator lässt also niederfrequente Ströme "schwerer" passieren als hochfrequente.

Die Beträge nimmt man hier, da die Frequenz eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom verursacht, die im Falle des Kondensators und der Spule +90° bzw. -90° sind.

Leider habe ich nicht verstanden was du mit einem Frequenzgenerator machen möchtest - es hört sich aber - so wie du es beschreibst - ziemlich diletantisch an, weshalb ich mich zu der obigen Aussage hinreissen liess. smile

Gast nr 1 · Gast

oh ich merk das meine Fragestellung bissle ungeschickt formuliert ist:

ich bastel nich an der Steckdose rum. ich steck da sachgemaß einen

mehrfachsteckdose ein mit ( ein und aus schalter ) das steck ich ein kabel

in die mehrfachsteckdose und an dem kabel wird z.b. eine spule

angehängt um in einer zweiten spule einen induktionsstrom fließen zu

lassen. [alles wird verbunden im ausgeschaltetem zustand ]

ich sitz min 2 m von allem weg und kann den einschalter an der mehrfach
steckdose an machen .

ich möchte das magnetfeld untersuchen, eben wie es sich verändert wenn man die frequenz ändert.

alles ist relativ ungefähtlich und ich brauche ein paar infos dazu und sonst nix

Crotaphytus · Anmeldungsdatum: 21.10.2005 Beiträge: 138

So, und jetzt stellts mir die Nackenhaare auf... Wie genau wird da denn die Spule angesteckt? Zwei Drähte, die einfach mal in die Steckdose gepfriemelt werden? *schauder* Und wie genau änderst du da die Frequenz?

Also mal ehrlich, für die Versuche brauchst du doch keine Netzspannung...

Gast nr 1 · Gast

muss ich das jetzt wirklich alles erklären?

an der Steckdose wird nicht gefährliches gemacht . einen 230 V
stromschlag kann ich nicht bekommen.

ich will wissen was mit dem magnetfeld passiert wenn ich die frequenz verändere

und ich hab probiert ein netzteil dazwischen zu schalten um keine 230 V

anliegen zu haben. das ging leider nicht. bis jetzt hab ich nur 2 mal gemacht und werds auch nicht mehr so oft damit austesten.

Gast nr 1 · Gast

@ Crotaphytus

also

steckdose -> mehrfachstecker (mit einschalter) -> schwarzer kabel (sachgemäß ) nix selbstgebautes ! -> an enden der Spule -> in der nähe zweit-spule verbunden mit zb messgerät od. ähnliches

also wie du liest sind keine "drähte" in einer Steckdose drinne!

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Dafür würde ich einfach einen Trafo nehmen, der Sekundärseitig etwa 10V hat und vielleicht auch nicht zu schwach ist. An den kannst du natürlich eine Spule anschliessen. Du musst auch dafür sorgen, dass der Spulenstrom nicht zu gross wird, so dass Du einen Kurzschluss verursachst. Ein paar Windungen Kupferdraht über einen Bleistift gewickelt würden im Netzt sofort zu einem Ansprechen der Sicherung führen. Also: entweder ausreichend hohe Induktivität oder mit Vorwiderstand.

Wenn du nun das Magnetfeld dieser Spule mit einer zweiten Spule einfängst, kannst Du dies zB mit einem Wechselspannungsmessgerät nachweisen (vorausgesetzt es ist ausreichend empfindlich). Du kannst auch ein Gleichspannungsmessgerät an eine Spule anschliessen und mit einem Magneten vorbeiwedeln. Der Zeiger des Intruments wird sich dann bewegen, wenn sich der Magnet bewegt: Induktion

Du kannst dir auch selbst einen Trafo basteln, indem du über eine Eisenschraube einige hundert Windungen Kupferdraht wickelst.

Zu deiner Frage: Du möchtest untersuchen wie sich das Magnetfeld mit der Frequenz ändert. Wie möchtest Du das messen? Hast du einen Magnetfeldsensor ? Das Magnetfeld ändert sich ausserdem nicht mit der Frequenz sondern nur mit dem Strom. Hat man Wechselstrom, so ist auch das Feld ein Wechselfeld.

Gast nr 1 · Gast

so ziehmlich in die Richtung geht es. ich möchte bisschen Praxiserfahrung damit sammeln wie das alles funktioiert. Ich hatte davon sehr viel Theorie und nicht soviel praxis.

Kann man das Magnetfeld irgentwie sichtbar machen (mit selbstgebautem Gerät) ich möchte z.b. sehen wie es rotiert.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Crotaphytus · Anmeldungsdatum: 21.10.2005 Beiträge: 138

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Das ist jetzt nicht abwertend gemeint: Aber kaufe dir einen Physikbaukasten ! Da sind meistens solche Dinge wie Magnete dabei und auch Anleitungen. Auch in Bastlergeschäften gibt es immer wieder Spulen-Zeug zu haben.

Um Spannungen sichtbar machen zu können brauchst Du ein Oszilloskop, welches allerdings weder billig noch (sehr) einfach ist. Du kannst auch ein Messwerterfassungsprogramm mit einem Analog Digitalumsetzer schreiben, dafür gibt es Einschubkarten für den PC. Die Geschwindigkeit reicht allemale aus, um eine 50Hz Frequenz brauchbar abzutasten.

Oder: Du speist die Spannung in die Soundkarte ein und speicherst das Brummen als Sounddatei. Diese kannst du dir mit geeigneten Programmen dann ansehen. Das ist wahrscheinlich die billigste Lösung (und das habe ich auch schon gemacht). Aber auch hier ist Vorsicht geboten - du musst dir schon überlegen was du in den Eingan der Karte fütterst !

Übrigens rotieren Magnetfelder (normalerweise) nicht: sie ändern periodisch ihren Wert.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

http://polly.phys.msu.ru/~zeld/oscill.html
http://www.picotech.com/demo.html
...

da gibt es hunderte Gratisdownloads.

Damit kannst du nach Herzenslust experimentieren, wenn du einen Trafo nimmst der nicht mehr als 5 V Ausgangsspannung hat. Ich hatte mal selbst sowas installiert. Es funktionierte erstaunlich gut und man konnte soger die Triggerlevel einstellen.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

zeusosc · Anmeldungsdatum: 06.02.2006 Beiträge: 17

Naja,.. einfache Fkt generatoren gibst bei Conrad, für ca 30 eusen,.. die spannung kann man mit ein paar einfachen Schaltungen erhöhen wenn die der Max V output net ausreicht,.. noch wat zu dem Magnetfeld,.. über die Sekundärspule kannst du nur (ziemlich) indirekt die wirkung vom Magnetfeld messe,.. da macht sich ein Hall sensor sehr gut,.. abba wenn ich das so verstanden hast willst du die Induktion, bzw die Phasenverschiebung der magnetisierung nachweisen oder wie? dann beschäftige dich auch mal mit der Hysterese kurve,. da gibts auch ein schönes script von Prof. Dr. A. Ding von der TU Berlin, such mal da nach ihm,... ansonsten steht alles was du wissen musst in einem Standart Tafelwerk,.. MfG[/url]

Gast nr 1 · Gast

ehm ein Magnetfeld kann man übrigens schon sichtbar machen

das gibts einen durchsichtigen Kasten der kleine Elemetarmagnete

in Form von Pfeilen hat. wenn man diesen neben oder unter ein

magnetfeld legt sieht man wie die Magnetfeldlinien verlaufen.

Ich brauche die Netzspannung als Stromquelle. anders geht nicht

und so wie ich des mache is es ziehmlich ungefährlich. außerdem habs ichs doch schon 2 mal angeschaltet und kein bauteil ist kaputt gegangen oder sonst was. [ bitte keine sicherheitstips noch "gutgemeinte Ratschläge

mehr schreiben ] ich bin bei sowas immer sehr vorsichtig

Crotaphytus · Anmeldungsdatum: 21.10.2005 Beiträge: 138

Klar, den Kasten gibts. Der zeigt dir aber nur die "Richtung" des Magnetfelds an, nicht jedoch seine Stärke. Und mal ganz ehrlich, die Richtung eines Feldes sollte man sich auch grad noch so vorstellen können... Augenzwinkern

Und wenn du mit diesem Kasten in die Nähe einer Spule kommst, die an Netzspannung angeschlossen ist, dann wirst du auch Augen machen. Du siehst dann nämlich in etwa genauso viel wie wenn du versuchst, mit nem einfachen Drehspulinstrument Stromstärke oder Spannung von Wechselstrom zu messen: Rein gar nichts. Das Feld polt sich nämlich viel schneller um als so ne kleine Magnetnadel reagieren kann.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Magnetfeldmessungen, die du beschreibst, lassen sich schön mit Gleichstrom durchführen.

Wenn du den Strom aus einem Netzgerät, das z.B. ein Ampere Gleichstrom liefert, durch eine Spule schickst, die aus ausreichend dicken Drähten besteht, dann macht diese Spule ein Magnetfeld.

1) Die Richtung dieses Magnetfeldes kannst du messen, indem du einen kleinen Kompaß ans Ende der Spule stellst. Die Feldlinien kannst du verfolgen, indem du den Kompaß verschiebst.
In Demonstrationsexperimenten nimmt man in der Tat gerne eine ganze Glaskiste voll mit kleinen Kompassen (wenn man eine auftreiben kann), da sieht man das noch ein bisschen besser.

2) Die Stärke dieses Magnetfeldes kannst du mit einem geeigneten Messgerät messen. Das ist zum Beispiel eine Hallsonde. Um dir so eine zu basteln, müsstest du dir allerdings schon ein bisschen Bastelaufwand treiben und einige Komponenten fertig kaufen.

3) Um das wechselnde Magnetfeld einer Spule, die von Wechselstrom durchflossen wird, zu messen, sind diese Geräte nicht gut geeignet.
(Außer die Frequenz ist sehr klein, dann zeigt dir dein Kompass die Richtungsänderung an. Stell dir vor, du drehst von Hand den Strom aus einem Gleichstromnetzgerät rauf und wieder runter, dann schaltest du das Netzgerät aus, stöpselst die Kabel anders herum an, schaltest das Netzgerät wieder ein, drehst wieder den Strom hoch und runter, etc. Bei so einer langsamen Wechselspannung kommt die Kompassnadel schnell genug mit. )

Wechselstromexperiment mit Funktionsgenerator:

4) Um die Amplitude des Wechselstromes an einer Spule zu messen, ist es daher viel einfacher, mit einem Oszilloskop einfach direkt die Spannung zu messen, die an der Spule abfällt. Nimmst du also einen Funktionsgenerator, und schließt an diesen in Reihe einen ausreichend großen Widerstand und eine Induktivität an, dann kannst du sehen, wie sich die Amplitude des Stroms durch die Induktivität verändert, während du die Frequenz veränderst. Das liegt dann am frequenzabhängigen Blindwiderstand der Induktivität.

Gast nr 1 · Gast

thx : )

eine letzte frage hätte ich noch : mal angenommen ich habe ein

Magnetfeld (wechselstrom) was müsste ich machen damit dieses (mit hoher geschwindigkeit wenns geht ) rotiert also das es sich dreht.

ich meine mit dieser frage eine richtige Rotation und nicht nur eine änderung der MAgnetfelds.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Dazu würde ich zwei Helmholtzspulenpaare nehmen, deren Magnetfelder senkrecht zueinander stehen, und den Wechselstrom durch das eine Paar mit 90 Grad Phasenverschiebung zum Wechselstrom durch das andere Paar durchschicken.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Ja, so wird es funktionieren. Das ist auch das Prinzip von Drehstrommaschinen - dort überlagern sich 3 Felder mit Phasenverschiebeung 120° zu einen sich drehenden Feld.

Die Drehung ist aber bei 50Hz wieder zu schnell als dass du sie mit einer Magnetnadel sehen kannst. Dafür bräuchtest du einen Frequenzgenerator mit etwa 0.1-1 Hz. Die Phasenverschieung von 90° kann man durch Phasenschiebeschaltungen realisieren. Es reicht nicht einfach zwei Frequenzgeneratoren auf die gleiche Frequenz einzustellen, sondern die beiden müssen synchronisiert sein. Das klingt nach einem Verstärker mit vorgelagertem Phasenschieber. Leistungsverstärker sind aber auch nicht gerade einfach - naja man muss eine Gegentakt-Endstufe realisieren - nicht die Welt - aber nichts für Anfänger.

Helmholtzspulen haben ausserdem eine kleine Spulenkonstante, da sie nicht sehr kompakt gebaut sind. Daher wirst du u.U. einen ordentlichen Strom brauchen.

Abgesehen davon dass das ganze nur mit etwas grösserem Aufwand funktioniert ist es aber nicht sehr spannend - dann dreht sich eben die Nadel - und?

Übrigens ist zirkular polarisiertes Licht etwas ganz ähnliches - es hat ebenfalls einen drehenden Feldzeiger für E und H.