Versuche mit Elektrischen Maschinen

Hier gibt es Fachwissen auch ohne Experimentierkästen

Versuche mit Elektrischen Maschinen

Ungelesener Beitragvon hgd » 17. Sep 2013, 00:56

Hallo Liste,

Früher Kontakt zu Elektrischen Maschinen

zu den Elektrischen Maschinen (Elektrisch bewusst gross geschrieben) gehören auch die Transformatoren (Magnetisierungsstrom µ, falls ich das noch richtig im Bordspeicher habe). Damit hatte mich ich seinerzeit ziemlich gequält, auch weil der Prof immer so nuschelte. Richtig spannend wurde es dagegen im Starkstromtechnischen Grundpraktikum, wo uns der Assi mal eben zeigte, was man keinesfalls machen sollte: nämlich die am Tisch befindlichen Gleichspannungsschalter langsam zu öffnen, er machte das also vor und zog einen mehrere Zentimeter langen Gleichstromlichtbogen bei nur 400 V. Sehen konnten wir das, weil diese Schalter alle kein Gehäuse hatte. Auch bei den Schaltern an der Wand der Halle waren gehäuselos. Und alles staubig grau bis braungrau. Das war der Geruch von Starkstromtechnik. Die größe Herausforderung war dann auch nicht, die Versuche korrekt durchzuführen (ohne Schaden für die Maschinen), sondern immer zu wissen, was von den braungrauen Teilen Spannung führte (die Tesla Coiler schreiben dazu: "Wenn du hier anfasst, dann bist du tot".). Ebenso wie die bei den Jahrestreffen der "German Speaking Tesla Coilers" (und wie bei Hubschrauberflügen über Arktis und Antarktis) mussten auch hier unterschreiben, dass keine Haftung des Veranstalters bestünde, falls man etwas unternahm, oder auch nicht, und dabei zu Tode käme.

Mir war das alles suspekt und beim Hören von "Polpaarzahl" zieht sich auch heute noch mein Magen (inzwischen aber nur noch wenig) zusammen.

Späte Begeisterung

Inzwischen hat sich meine Ablehnung, die seinerzeit auch durch die einzige "5" in allen Studienklausuren dokumentiert wurde (in der Wiederholung geringfügig aber ausreichend verbessert) ziemlich gelegt. Ich wurde schließlich auch Mitglied in einer Museumsstraßenbahn und bin selber auch einmal eine Strab gefahren. Als Nachrichtentechniker?

Und in der Erinnerung (selber machen) und auch in der Vorführung in einem Kraftwerk an der Wupper (beides ohne Elektronik sondern nur mit Lampenschaltung) war der Höhepunkt immer, eine Synchronmaschine auf synchrone Drehzahl zu bringen und vorsicht in Phase zu bringen, passende Spannung zu erreichen und dann, als alle drei Lampen dunkel waren, das Schütz zum Versorgungsnetz zu schließen. Dabei kann man natürlich auch einen Fehler machen ... Mit Elektronik hat das mal jemand bei einem Turbosatz von einigen 100 MW gemacht.

... und ich suche nun ...

kleine Nebenschlussmotoren mit zwei Wicklungen (Roto und Stator, keine Dauermagnete!), mit denen ich Schaltungen aufbauen kann, z. B. einen Kondensatormotor als Antrieb eines Gleichstromgenerators, der durch variablen Strom in einer seiner Wicklungen in der anderen eine variable Gleichspannung erzeugt, die es erlaubt eine zweite Gleichstrommaschine von 0 ... bis Nenndrehzahl zu steuern.

Es gibt noch weitere Schaltungen, die mich reizen: z. B. mit Asynchron- und Synchronmaschinen zu experimentieren. Die Veränderung des Polradwinkels einer Synchronmaschine bei Belastung sichtbar zu machen, vielleicht eine Synchronmaschine zum Schwingen (Pendeln) zu bringen und einiges mehr.

Voraussetzung sind aber kleine Maschinchen, so in der Größe von 70 bis 100 W, damit ich die Spannungen mit der normalen Wohnungsanschlussleistung von 16 A (besser deutlich darunter) noch gut bereitstellen kann. 3~ Würde ich auch nicht aus dem Sicherungskasten anzapfen wollen, sondern mit Stromrichtertechnik erzeugen.

Das alles sollte billig sein, und die Maschinen, welche als Belastung dienend ihre Generatorleistung wieder zurück ins Netz speisen, wenn das einfach geht, sonst in den thermischen Rundordner oder zum Teekochen.

Und billig.

Für Berufsschulen gibt es entsprechende Maschinensätze mit Schaltfeldern an der Wand zum Messen usw., das möchte ich ja auch machen, experimentieren. Aber die sind mir vieeel zu teuer. Und auch zu groß.

Kann mir hierzu jemand Input geben?

Wenn ich da investiere, sollte es auch funktionieren, nicht wie beim 0,9-Hz-Schwingkreis aus 10-mF-Kondensator und 230-V-Trafowicklung mit 3 H, dem sich keine Schwingung sondern nur eine e-Funktion entlocken liess (im alten Physikbuch wird dort ein Expermentiertrafo mit 10.000-Windungs-Wicklung verwendet. So etwas habe ich nicht.

Wer hierzu (0,9-Hz-Resonanzversuche) etwas als Anregung hat, dem würde ich auch gerne zuhören.

Gruss
Hans-Günter
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Re: Versuche mit Elektrischen Maschinen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 13. Jan 2016, 22:55

Lieber Hans Günter

Zu elektrischen Maschinen, die funktionieren sollen, kann ich Dir nur raten, gebrauchte Teile von Leybold entweder auf Flohmärkten, meist billig, oder auf Ebay zu erstehen.

Zu Deinem 1 Hz Schwingkreis:

Die Induktivität muss möglichst groß sein, z.B. 500 H, der Ohmsche Widerstand so klein wie möglich, und die Kapazität darf nicht zu groß sein, guter Wert 40uF, damit die Schwingung möglichst wenig gedämpft wird.
Sonst gibt es wie bei Dir nur eine abklingende e-Funktion bei 3H, ?Ohm und 10mF.
Bedenke:
Omega(gedämpft)=SQRT((1/(L*C)) - (R/2L)**2)
1/LC muß größer sein als (R/2L)**2 sonst gibt es keine Schwingung, da dann der Ausdruck in der Wurzel negativ wird.
Omega = 2*PI*f ,
f ist die Eigenfrequenz.
Für den ungedämpften Schwingkreis gilt f=SQRT((1/L*C)).
40 uF sind handelsüblich, 500 H nicht. Auf Ebay kannst Du Ausschau halten nach einer 500H Spule von Leybold.

Gutes Gelingen

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