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Gebrauchsanweisung 585 510 Experimentierkit MEE

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Beschreibung

Versorgung

Das Experimentierkit MEE (Magnetismus, Elektrik, Elektronik) ist eine Gerätesammlung zum Experimentieren in der Oberstufe des Gymnasiums. Es werden dabei unter anderem folgende Themenbereiche behandelt: Serien- und Parallelschaltung von Widerständen Serien- und Parallelschaltung von Kondensatoren Auf- und Entladung von Kondensatoren, Resonanzkreise Transformator elektromagnetische Induktion Kraft im Magnetfeld Messung des Erdmagnetfeldes Feld einer stromdurchflossenen Spule Kennlinie einer Diode Kennlinie einer Solarzelle Kapazität eines Plattenkondensators Dielektrizitätskonstanten

Die elektrische Versorgung der Experimente wird zentral am Messverstärker eingespeist. Dieser besitzt dazu links oben zwei verschiedene Möglichkeiten um über Steckernetzteil 562 791 oder 4 mm Buchsen eine Spannung von 12 V~ AC einzuspeisen. Gleichspannung funktioniert nicht. Die gleichgerichtete Spannung wird zur internen Versorgung des Messverstärkers verwendet und steht auch am 6-poligen Steckverbinder oben rechts zur Verfügung, über den der Funktionsgenerator angeschlossen wird.

Hauptkomponenten des Systems sind: - Widerstände

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- Kondensatoren

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- Messverstärker / Stromversorgung

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- Funktionsgenerator

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- Magnete - Magnetfeldsensor - Spulen - Stativmaterial Eine genaue Auflistung findet sich auf der folgenden Seite.

Gebrauchsanweisung 585 510

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Lieferumfang Im Experimentierset MEE 585 510 sind enthalten: Pos. Anzahl Artikel ErsatzteilNr (*) 1 2 Stativfuß 301 215 2 2 Spule, 1000 Windungen 563 116 3 1 Stativstab AL, 30cm 300 472 4 1 Stativrohr MS, 15cm 300 891 5 1 Stativstab AL, 12cm mit Schraube 300 473 6 3 Experimentierkabel 15cm schwarz aus 571 237 ET5 7 2 Experimentierkabel 30cm rot aus 571 248 ET5 8 2 Experimentierkabel 30cm blau aus 571 24 9 1 Adapterkabel 2/4 30cm rot aus 571 262 ET5 10 1 Adapterkabel 2/4 30cm blau aus 571 26 11 1 Seidengarn aus 686 56 ET2 12 1 Konstantandraht, 1 m, d=0,3mm aus 550 361 13 1 Platine Widerstände 585 551 14 1 Platine Kondensatoren 585 552 15 1 Platine Messverstärker 585 553 16 1 Platine Funktionsgenerator 585 554 17 1 Magnetfeldsensor 585 555 18 1 Motor mit Magnet 585 5701 19 1 Satz Magnete 585 5702 20 1 Satz Kondensatorplatten mit Dielektrikum 585 5703 21 2 Eisenkern, massiv 590 852 22 1 Digitalstoppuhr LDS00001 23 1 Stabmagnet aus 510 50 ET2 24 1 Winkelskala mit Einräumplan 585 5704 (*) bitte beachten Sie, dass die genannten Ersatzteilnummern teilweise andere Stückzahlen enthalten.

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Gebrauchsanweisung 585 551 Experimentierboard Widerstände

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Beschreibung Die Platine ist Teil des Experimentierkits MEE (Magnetismus, Elektrik, Elektronik), einer Gerätesammlung zum Experimentieren in der Oberstufe des Gymnasiums.

Experimentierboard Widerstände Auf dem Experimentierboard Widerstände sind auf der linken Seite (3) diverse Widerstände im Kilo- und Mega-Ohm Bereich angeordnet, rechts dagegen relativ niederohmige Widerstände zur Strombegrenzung (4) und Strommessung (5). Mit den im Experimentierset verfügbaren Leistungen können die Widerstände nicht zerstört werden. Mittels der Klemmschrauben (2) können Drahtstücke eingesetzt werden, für ohmschen Widerstand oder auch Lorenzkraft. Die Leuchtdiode mit Vorwiderstand (1) wird zum einen als Halbleiterbauteil untersucht, kann auch zur Beleuchtung der Photodiode auf dem Experimentierboard Kondensatoren verwendet werden. Zu beachten ist hierbei, dass die Diode wegen der Betriebssicherheit nur über einen Vorwiderstand von 470 angeschlossen

werden kann. Der Spannungsabfall über dem Widerstand ist im Experiment dann jeweils über R*I abzuziehen. Der Widerstand (5) ist in Reihe mit einer selbstrückstellenden Sicherung geschaltet, die beim Einsatz einer externen Spannungsquelle den Widerstand schützt, sich dabei aber erhitzt.

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Gebrauchsanweisung 585 552 Experimentierboard Kondensatoren (585 552)

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Beschreibung Die Platine ist Teil des Experimentierkits MEE (Magnetismus, Elektrik, Elektronik), eine Gerätesammlung zum Experimentieren in der Oberstufe des Gymnasiums.

Experimentierboard Kondensatoren Auf dem Experimentierboard Kondensatoren sind zentral vier große Elektrolytkondensatoren (1) angeordnet. Aufgrund der Eigenschaften der Kondensatoren sind diese jeweils mit einer Schutzschaltung (4) umgeben, die den Kondensator gegen Verpolung schützt. Diese Schutzschaltung besteht aus einer parallel zum Kondensator angeordneten Diode, die eine verpolte Spannung kurzschließt und einer selbstrückstellenden Sicherung in Serie, die dann auslöst. Die Kondensatoren sind nicht explizit gegen Überspannung geschützt, allerdings mit 35 Volt ausreichend dimensioniert für die mit dem Experimentierkit erreichbaren Spannungen. Im rechten Teil (3) sind deutlich kleinere Kondensatoren angeordnet, die als Teil von Schwingkreisen oder Hoch/Tiefpässen Verwendung finden. Zusätzlich steht noch eine Silizium Photodiode (2) mit Schutzwiderstand zur Verfügung, die zum einen als Halbleiterdiode untersucht werden kann, zum anderen auch als Solarzelle und

letztlich im Experiment als steuerbare Konstantstromquelle eingesetzt werden kann. Zu beachten ist hierbei, dass die Diode wegen der Betriebssicherheit nur über einen Vorwiderstand von 470 angeschlossen werden kann. Bei Aufnahme einer Diodenkennlinie ist der Spannungsabfall über dem Widerstand im Experiment dann jeweils über R*I abzuziehen.

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Gebrauchsanweisung 585 553 Messverstärker

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Beschreibung Die Platine ist Teil des Experimentierkits MEE (Magnetismus, Elektrik, Elektronik), einer Gerätesammlung zum Experimentieren in der Oberstufe des Gymnasiums.

Messverstärker Das Eingangssignal des Messverstärkers wird an den beiden 2 mm Buchsen links (3) angeschlossen. Der Eingang ist massefrei und hochohmig, kann also beliebig in der Schaltung verwendet werden. Die Eingangsspannung wird wahlweise um den Faktor 1 oder 10 verstärkt. Dies wird über die beiden oberen Schalter (4) eingestellt. Das Signal steht am Ausgang (7) massebezogen (8) zur Verfügung. Das angeschlossene Multimeter wird meist auf Gleichspannungsmessung eingestellt sein. Eine Wechselspannungsmessung kann im Prinzip durch ein auf Wechselspannung eingestelltes Multimeter am Ausgang erfolgen, allerdings ist bei einfachen Multimetern die Wechselspannungsmessung nur im Bereich um 50 Hz Sinus genau. Die Messung bei hohen Frequenzen im kHz Bereich erfolgt besser über den im Messverstärker eingebauten SpitzenwertGleichrichter, dessen Ausgangsspannung am Anschluss (10)

verfügbar ist. Da nur der positive Spitzenwert gemessen wird, ist je nach Kurvenform eine Skalierung auf den Effektivwert nötig. Kurvenform Sinus Spitzenwert Effektivwert

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Dreieck 3

Rechteck

DC

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Aufgrund der langen Haltezeit ist der Spitzenwertgleichrichter auch zur Erfassung schneller Vorgänge geeignet, beispielsweise der geschwindigkeitsabhängigen Höhe des Spannungspeaks beim Einschieben eines Magneten in eine Spule. Der dritte verfügbare Ausgang (9) liefert das Integral über die Eingangsspannung mit einer Skalierung von -10 mVs / V, also ein Volt Ausgangsspannung nach einem Spannungspuls von 10 mVs. Dies wird z.B. bei der Messung des magnetischen Flusses beim Einschieben eines Magneten in eine Spule benötigt. Aufgrund unvermeidlicher Messfehler neigt die integrierte Spannung stark zur Drift, hierbei ist schnelles und sorgfältiges Arbeiten notwendig. Ein Druck auf den Taster „->00