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Influenzmaschine

Einleitung - Influenzmaschine und Influenz

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Abb.1
Durch Ankurbeln einer einfachen Influenzmaschine lassen sich Spannungen bis zu 100.000 Volt und damit wiederum helle Blitze erzeugen.

Influenzmaschinen sind elektrostatische Generatoren, die elektrische Spannung erzeugen, indem sie das Prinzip der Trennung elektrischer Ladungen durch Influenz nutzen. Diese hohen Spannungen lassen sich in Form eines Blitzes entladen.

Influenz: Mit einem elektrischen Feld lassen sich Elektronen in leitfähigen Körpern verschieben

Influenz ist der Effekt, mit dem sich Elektronen in einem elektrisch leitfähigen Körper verschieben lassen, indem man ein elektrisches Feld anlegt. Unter gewöhnlichen Umständen sind in einem solchen (von der Umgebung isolierten) Körper gleich viele positive und negative Ladungen vorhanden, die gleichmäßig verteilt sind. Die Gesamtladung des Körpers ist Null. Bringt man einen positiv geladenen Stab in seine Nähe, beeinflusst das elektrische Feld die Ladungsträger im Körper. Elektronen werden angezogen und wandern so lange Richtung Stab, bis sie die Oberfläche des Körpers erreichen. Die positiv geladenen Atomrümpfe bleiben zurück. Die Seite des Körpers, die dem Stab zugewandt ist, ist dann negativ geladen (Elektronenüberschuss), die Rückseite positiv (Elektronenmangel).

Stellt man anschließend eine leitfähige Verbindung zwischen der negativ geladenen Oberfläche und einem zweiten elektrisch leitenden Körper her, können die überschüssigen Elektronen weiterwandern und den ursprünglichen Ladungsträger verlassen. Entfernt man den zweiten Ladungsträger, entfernt man mit ihm auch die zuvor übertragenen Elektronen. Nun ist die Gesamtladung des ersten Leiters positiv - sofern er isoliert ist, und die Ladungen nicht entweichen können -, auch wenn man das elektrische Feld deaktiviert bzw. den positiv geladenen Stab entfernt. Entsprechend negativ geladen ist der zweite Leiter - natürlich auch nur, wenn die Elektronen nicht anderweitig "entkommen" können. Zwischen beiden Leitern entsteht eine elektrische Spannung.

Influenzmaschinen - früher und heute

Abb.2
Eine einfache Influenzmaschine erzeugt Gleichspannungen von bis zu 60.000V.

Den Influenzeffekt macht man sich in einer Influenzmaschine zunutze. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts dienten solche Geräte dazu, dauerhafte und gleichmäßige Hochspannungen bzw. Stromversorgungen zu ermöglichen. Schon einfache Influenzmaschinen (Abb. 2) können bis zu 60.000V Gleichspannung erzeugen, größere, mit besser isolierten Scheiben und größeren Metallsegmenten mehr als 100.000V. Heute dienen sie allerdings nur noch zur Demonstration der Kraft der Influenz in Form von leuchtenden Blitzen - etwa im Schulunterricht oder auf dem ChemgaPedia-Messestand.

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