Elektrizität 
Bandgenerator

Der Bandgenerators nach van de Graaf

Mit Hilfe des Bandgenerator nach van de Graaf lassen sich durch Reibung kontinuierlich große elektrische Spannungen erzeugen.

 

Der Bandgenerator besteht aus einem Motor, der ein Gummiband antreibt. Das Gummiband (Isolator) wird über zwei Rollen geführt. An der Antriebsrolle (unten) befindet sich noch eine Kunststoffrolle (rot), die mit einer Kunststoffbürste gerieben wird. Die andere Rolle besteht aus Metall und ist mit einer Hohlkugel verbunden. Die untere Rollengruppe mit dem Motor ist von der oberen mit der Metallkugel durch ein Plexiglasständer (Isolator) getrennt.

Animierte Funktionsskizze bei: Leifiphysik: http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph10/versuche/01bandgenerator/bandgenerator.htm

Bild 2: Bandgenerator Gesamtansicht

 

Der Elektromotor treibt ein Gummiband an. Das Gummiband dreht eine rote PVC-Rolle, auf der ein kleiner Filzlappen reibt. Dadurch lädt sich die Rolle auf und überträgt die Ladung zum Teil auf das Gummiband, wodurch sie nach oben transportiert wird. Läuft das elektrisch aufgeladene Gummiband nun über die obere Metallrolle, so verteilt sich die Ladung gleichmäßig so, dass die gleichen Ladungen wegen ihren Abstoßungskräften untereinander möglichst großen Abstand einnehmen.

Den größten Abstand können die gleichen elektrischen Ladungen auf der Kugelaußenseite erreichen, daher ist das Innere der Metallkugel ladungsfrei!

Bei trockener Luft kann man auf der Kugeloberfläche eine Spannung von mehreren 10000 Volt erreichen.

Bild 3: untere Rollengruppe

Die untere metallische Umlenkrolle ist die Antriebsrolle. Von hier wird die elekrische Gegen-Ladung zur Erde abgeleiet. Darüber befindet sich eine Kunststoffrolle aus PVC. Rechts neben der roten Rolle erkennt man einen Metallbügel, der mit einem Kunststofffilz beklebt ist. Hier wird die Ladungstrennung durch Reibung unterschiedlicher Kunststoffe vorgenommen. Von der roten Kunststoffrolle wird die Ladung auf das Gummiband übertragen und durch dieses nach oben transportiert.

 

Bild 4: obere Rolle mit  Metallkugel

Oben befinden sich zwei metallische Rollen an einem Metallträger. Hier wird die Ladung von den Metallrollen aufgenommen und über den Metallträger auf die Kugel weitergeleitet. Letztlich befinden sich dann die elektrischen Ladungen auf der Außenseite der Kugel.

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