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Beobachtungen:

Elektrischer Strom, "visuelle" Beobachtungen, Teil-004

Experimentelles Seminar in Igensdorf 12. und 13. Juli 2012

Teilnehmer: W.Auer, F. Balck, G. Engelsing, A. Schumacher

Protokoll der Experimente

Die Versuche wurden durchgeführt zur Bestätigung einiger Experimente von
physik-neu.htm

Sichtbare Begleiterscheinungen an Magneten und Stromleitern

1. Anfänge des Magnetismus in der Wissenschaft
1.1 Beobachtungen mit sensitiven Personen im 19. Jahrhundert, v. Reichenbach und seine Versuche
1.2 Beobachtungen mit sensitiven Personen im 21. Jahrhundert
1.3 Begleiterscheinungen des elektrischen Stromes: das Magnetfeld, H.C. Oerstedt
1.4 Johann Wilhelm Ritter

2. Innovative Experimente mit erweiterten Ergebnissen dank Videoaufzeichnung, stromführender Draht
2.1 Das Experiment: Stromfluß durch einen senkrechten Draht mit etwa 1 mikroAmpere Gleichstrom
2.2 Szenen aus dem Videofilm MOV03F.mpg
2.3 Auswertung der Videosquenzen, Geschwindigkeit der Handbewegung beim Verfolgen der Objekte.
2.4 Auswertung der Beobachtungen, Anfertigung von Skizzen auf Papier
2.5 Modell mit Champignons
2.6 Modell mit durchbohrten Kunststoffbällen.
2.7 Modell mit Schüsseln aus Porzellan

3. Veränderungen: der Draht wird zu einer Schleife gebogen

4. An der Spitze eines bifilaren Drahtes
4.1 Spitze Drahtschlaufe, Haarnadel
4.2 Weiße zweiadrige Litze, am Ende verdrillt

5. Zwei Wege des Stromes durch einen flachen Kupferring

6. Laufzeitexperimente, die Auswirkung eines Magneten durchdringt einen Festkörper

7. Verkupferte Eisenmünze auf Magnet

8. Wasserhaltige Substanzen und Magnet

9. sichtbare Effekte bei zwei Batterien

10. sichtbare Effekte bei Magneten
10.1 Zwei Magnete
10.1.1 erster Versuch
10.1.2 Wiederholung des Versuches mit gleichen Magnetpolen Nord <-> Nord und auch Süd <-> Süd
10.1.3 Wiederholung des Versuches mit zwei Magnetstapeln
10.2.1 Magnet und Gasflamme
10.2.2 Magnet, Beobachtung des "Strahls" beim Wedeln mit einer Korkplatte
10.2.3 Magnet und Gasflamme
10.2.4: Magnet und Wasserglas
10.2.5: Batterie und Wasserglas
10.3 Magnet und Eisenring, Hohlkörper
10.4 Magnet und Batterie, Abschirmgitter mit Graphit, Korkplatte, Glasschaum

11. Mehrere Hohlkörper zusammen aus verschiedenen Materialien
11.1.1 Messing und Eisenrohr mit Kabel elektrisch verbunden
11.1.2 Messing und Eisenrohr mit Alufolie oder Kabel elektrisch verbunden
11.2 Eisen- und Messing-Hohlkörper durch Glasschaum getrennt, elektrisch verbunden
11.3 Zwei Hohlkörper, Eisen und Messingrohr mit Luftpolsterfolie und Kabelverbindung
11.4 Mehrere Hohlkörper ineinander

12: Eisen und Kupferspule

13: Schraubenfeder schwingt für den Betrachter transversal

14. Toroidspule

weitere Versuche
strom-sehen-zwei

Liste der Videos und deren Inhalte:
strom-sehen-liste

4. An der Spitze eines bifilaren Drahtes

4. 1 Spitze Drahtschlaufe, Haarnadel

Abb. 04-01-01: Zweiadrige Litze, vorne abisoliert, verdrillt und verlötet. (FB)

Abb. 04-01-02: Zweiadrige Litze, A.S. beobachtet die Effekte an der Lötstelle.
siehe Texte zum Video MOV04D (FB)

Protokoll des gesprochenen Textes im Film
Video MOV04D Dauer 3:57
00:02    F.B.: den Draht bifilar gewickelt und jetzt schalte ich den Strom ein.
            Das sind wieder 1 mikroAmpere, Andreas was siehst Du?
00:26    A.S.: wie soll ich das beschreiben? Ich merk zwar das was da ist.
00:34    Das sind so wie AU! Kurzimpulse, das schießt praktisch raus, ein Stück raus
00:41    bis hierher und dann zieht es sich wieder hinein.
00:50    Wie soll man sagen, wenn Du die Hochspannungsleitungen zusammen führst,
   bevor die dann richtig zusammenkommen, dann so wie ein Elektrobogen.
01:01    und so schaut es aus, es geht praktisch raus und dann aber gleichzeitig wieder rein.
01:07    F.B.: Ich kann ja mal weniger Strom machen, 4 kiloOhm davor
            das sind dann 300 nanoAmpere
01:17    A.S.: jetzt gibt es fast einen Bogen. Wie so eine Glühkerze.
            Ist zwar da oben noch offen, das kommt übertrieben so raus, ist dann da oben offen
             und geht dann
01:42    so her wieder rein. Ist aber im Millimeterbereich.
            F.B.: ich mach noch einmal weniger Strom
02:01    A.S.: jetzt ist es geschlossen. Wie so ein Bogen.
02:04    F.B.: jetzt sind es 20 nanoAmpere
02:09    Der Bogen bewegt sich nicht?
02:16    A.S.: der ist jetzt standhaft. Es geht praktisch raus und aber gleichzeitig wieder rein.
02:23    vielleicht 3 Millimeter
02:27    F.B.: jetzt will ich den Strom mal größer machen. 5 mikroAmpere
02:39    Es ist unangenehm
02:46    Du kannst es auch mit einem Stück Holz zeigen, wenn Du nicht heran möchtest.
02:50    A.S.: Ich will das schon, es juckt mich selber.
02:56    Es steht ungefähr bis hier, von meinem Empfinden her.
03:05    Vom Sichtbaren her bis Du aber so weit ungefähr.
03:09    F.B.: und es sind keine einzelnen mehr, sondern durchgehend?
03:18    A.S.: wie so eine Wand darüber hinaus und geht dann wieder darüber hinein.
03:22    Da ist es offen, es springt irgendwie hinüber, wo ich es aber nicht sehe.
03:27    Das ist wie so ein Kelch, nur das es auf der einen Seite rausgeht
03:32    und auf der anderen reingeht.
03:38    F.B.: jetzt habe ich 10 mikroAmpere, also noch mehr
            Du ergreifst die Flucht! A.S. geht innerhalb von drei Sekunden fluchtartig zur Seite.
03:41    A.S.: Ich will nicht mehr!
03:46    Das ist jetzt zu arg.
03:47    F.B.: ist denn auf dem Kabel was zu sehen?
03:50    auf dem Kabel ist nichts zu sehen.

Auswertung, Zeichnen der beobachteten Objekte auf Papier

Protokoll des gesprochenen Textes im Film
Video MOV04E 11:02

00:49    A.S.: wenn Du es von oben her betrachtest, dann
01:03    F.B.: Du hattest doch jetzt verschiedene Ströme
01:11    A.S.: auf der Seite, wo es herauskommt, und auf der anderen Seite, wo es hineingeht.
01:26    Du siehst es nicht nur platt, sondern das Ganze rundherum die eine Seite geht hoch
            und die andere herunter.
01:42    dazwischen drin ist vielleicht wie ein Blatt Papier ein Abstand, wo dann nichts ist.
            das überlappt dann bzw. kommt dann gar nicht richtig zusammen.
02:04    so wenn dazwischen drin eine Glasscheibe ist, ist praktisch leer.
      F.B.: Wenn ich jetzt Strom vergrößere, dann hast Du gesagt, der Abstand wird größer.
02:16    A.S.: nein, es geht nur dann weiter heraus.
02:28    Wenn ich den Abstand nehme, dann sind es bis da ca. 17 mm.
      F.B.: Bei hohem Strom hast Du gesagt, waren es soviel
03:05    A.S.: bei hohem Strom sind das 5 bis 7 cm.
03:18    F.B.: 5 mikroAmpere und bei 10 mikroAmpere bist Du ausgerissen.
03:21    A.S.: ja das war mir denn zu arg.
03:29    F.B.: gesehen, und spürbar war es bis?
03:34    A.S.: spürbar war es ca. 30 cm.
04:17    A.S.: das geht dann fast wieder zusammen, zwar nicht ganz zusammen.
04:31    F.B.: jetzt könnten wir mal diesen Draht nehmen und darin den Strom fließen lassen.
05:35    A.S.: ich habe jetzt bis hierher. Die Blume ist auch wieder da.
05:43    F.B.: Wir haben jetzt ein mikroAmpere. Ist das jetzt genauso wie bei dem isolierten Draht?
05:49    Du müßtest ja hier jetzt etwas sehen bei den Zuleitungen.
06:01    A.S.: Da läuft es jetzt zwar hoch und runter, ist aber vom Bild her das gleiche
             wie beim isolierten Draht.
06:11    F.B.: Also die Isolation hat keinen Einfluß, wie haben hier jetzt etwas besonderes.
   oder ist es jetzt hier genauso wie an der Seite?
06:29    A.S.: Im Endeffekt ist hier das Gleiche, wie wenn Du den isolierten Draht hast.
06:44    Es ist nicht anders, nur der Kampf da jetzt, geht nur da vorne los.
06:49    da wo die beiden Drähte zusammen kommen.
      F.B.: Ich lege das mal auf das Papier, was ist dann anders.
07:02    A.S.: es ist nichts anders.
07:06    F.B.: Du könntest jetzt also so auf das Papier zeichnern, das Papier stört nicht?
07:10    A.S.: das Papier stört jetzt nicht.
09:00    es fängt schon vorher an, gibt dann so Zitteraktionen
09:17    und springt dann so hoch, schon relativ glatt hoch
09:30    springt da über und geht dann wieder so glatt herunter in einer Zitteraktion
      wahrscheinlich, so vermute ich, daß die beiden direkt zusammen sind und geht dann
da wieder gerade rüber.
09:34    F.B.: Wir können ja auch die beiden Drähte etwas auseinanderbiegen.
            Jetzt sind sie nicht zusammen.
09:44    A.S.: Dann ist aber trotzdem da innerhalb, wo es relativ gerade ist.
10:18    Dann kommt das Gezitter, das geht dann bis da hoch.
10:34    Da ist die Tulpenbildung aber nicht mehr ganz so groß.
10:47    F.B. auf der anderen Seite müßtes Du jetzt auch noch das Gezittere einzeichnen.
           A.S.: Der zählt jetzt nicht.
11:00    Darüber, da war es stärker

Abb. 04-01-03: Der Kupferdraht ist zu einer spitzen Schlaufe (Haarnadel) gebogen.
Aus der Spitze kommen spürbare und für A.S. sichtbare Strukturen heraus.
Hier zeigt er sie etwa in einem Abstand von rund drei Zentimetern. Video MOV04E.mpg 5:32

05:35    A.S.: ich habe jetzt bis hierher. Die Blume ist auch wieder da.
05:43    F.B.: Wir haben jetzt ein mikroAmpere. Ist das jetzt genauso wie bei dem isolierten Draht?
05:49    Du müßtest ja hier jetzt etwas sehen bei den Zuleitungen.
06:01    A.S.: Da läuft es jetzt zwar hoch und runter, ist aber vom Bild her das gleiche
             wie beim isolierten Draht.
(FB)

Abb. 04-01-04: Skizzen für den verdrillten und verlöteten Doppeldraht. (Litze 2 x 0,75)
Video MOV04E
01:26    Du siehst es nicht nur platt, sondern das Ganze rundherum, die eine Seite geht hoch
            und die andere herunter.
01:42    dazwischen drin ist vielleicht - wie ein Blatt Papier - ein Abstand, wo dann nichts ist.
            das überlappt dann bzw. kommt dann gar nicht richtig zusammen.
02:04    so wenn dazwischen drin eine Glasscheibe ist, ist praktisch leer.
      F.B.: Wenn ich jetzt Strom vergrößere, dann hast Du gesagt, der Abstand wird größer.
02:16    A.S.: nein, es geht nur dann weiter heraus.
02:28    Wenn ich den Abstand nehme, dann sind es bis da ca. 17 mm.
      F.B.: Bei hohem Strom hast Du gesagt, waren es soviel
03:05    A.S.: bei hohem Strom sind das 5 bis 7 cm. (FB)

Abb. 04-01-04: Die Spitze liegt auf dem Papier, es fließt Strom.
A.S. zeichnet seine Beobachtungen, d.h. er kopiert die Strukturen direkt auf das Papier.
Video MOV04E.mpg
07:06 F.B.: Du könntest jetzt also so auf das Papier zeichnern, das Papier stört nicht?
07:10 A.S.: das Papier stört jetzt nicht.

(FB)

Abb. 04-01-06: Skizzen der beobachteten Strukturen direkt neben/unter dem Draht auf Papier gezeichnet.
1 mm Kupferlackdraht, zu einer Haarnadel gebogen.
Video MOV04E

09:00    es fängt schon vorher an, gibt dann so Zitteraktionen
09:17    und springt dann so hoch, schon relativ glatt hoch
09:30    springt da über und geht dann wieder so glatt herunter in einer Zitteraktion
      wahrscheinlich, so vermute ich, daß die beiden direkt zusammen sind und geht dann
da wieder gerade rüber. (FB)

4.2 Weiße zweiadrige Litze, am Ende verdrillt

Abb. 04-02-01: zweiadrige Litze, am Ende abisoliert und verdrillt. (FB)

Abb. 04-02-02: zweiadrige Litze, A.S. zeigt wie groß die Objekte sind, die an der Spitze des Drahtes austreten. Video MOV05F 0:27

aus dem Text entnommene Daten:
Strom /nA   Abstand /cm
500    12
2000 20
1000    10
60         3

Protokoll des gesprochenen Textes

Video MOV05F Dauer 01:07
00:07    A.S.: es ist aber im Grunde genommen das gleiche.
00:09    F.B.: also nur an der Spitze
            A.S.: es ist nur wieder da vorne raus
00:16    F.B.: und wenn ich den Strom jetzt größer mache
00:19    wir haben jetzt hier 70 nanoAmpere, (Schalter umgelegt) jetzt haben wir 500 nanoAmpere
00:27    A.S.: das geht jetzt aber bis daher (er zeigt etwa 12 cm)
00:30    F.B.: und jetzt gebe ich noch einmal mehr, jetzt haben wir 2 mikroAmpere
00:36    A.S.: jetzt sind wir da (er zeigt etwa 20 cm)
00:38    F.B.: ist nicht doppelt so groß geworden?
      A.S.: nein, nein
00:43    F.B.: jetzt habe ich 1 mikroAmpere
00:45    A.S.: jetzt sind wir wieder dahinten. (er zeigt etwa 10 cm)
00:52    F.B.: jetzt ist wieder 60 nanoAmpere
00:55    A.S.: da sind wir jetzt hier wieder. (er zeigt etwa 3 cm)
00:58    wieso meinst Du, daß es sich bis nach dahinten ausdehnt?
01:01    F.B.: ich habe gedacht, es würde größer je mehr Strom fließt.
(FB)

Abb. 04-04-03: Aus den Videos ermittelte Länge (Abstand) der beobachteten Effekte an der Spitze. (FB)