Ich hatte mir Anfang der Woche in den Kopf gesetzt ein Zambonipendel zu bauen.
Kurze Erklärung wie es funktioniert folgt am Ende.
Angefangen hatte ich damit mir zwei Kondensatorplatten aus Messing zu drehe und eine Holzplatte zurecht zu legen.
Auf der Holzplatte wurden dann zwei Plexiglasrohre aufgestellt (versenkt) sowie die Kondensatorplatten montiert. Ebenso ein Galgen, an welchem an einem Nylonfaden eine Stahlkugel zwischen die Kondensatorplatten hängt.
Die Plexiglasrohre wurden nun mit insgesamt 400 Knopfzellen (2032 von Varta) gefüllt. Sie ergeben die Hochspannungsquelle von 1300 Volt und sollen die damaligen Volta'schen Säulen repräsentieren.
Oben auf die Plexiglasrohre, kamen dann Abdeckkappen aus Messing, welche die beiden Batterien in Reihe schalten sollten.
Unten im Holzgestell kamen als Batteriepole zwei einfach genagelte Messingbleche zum Einsatz.
Sehr dünn, damit sie eine leichte Federwirkung aufzeigen für die Kontaktierung.
Diese Kontakte könnten nun direkt mit den Kondensatorplatten verbunden werden.
Jedoch wär dies höchst gefährlich, da die Batterien einen Strom von bis zu 200 Milliampere fließen lassen können. Bei 1300 Volt kann das tödlich sein.
Also schaltete ich an jeden Pol einen speziellen Hochspannungswiderstand (33MOhm/7,5kV) in Reihe und vergoss diese "heißen" Teile mit Heißkleber.
Da das Pendel von Spannung und nicht vom Strom "abhängig" ist, können die Widerstände auch höher sein.
Werden nun die Kondensatorplatten kurzgeschlossen, dann fließt ein Strom von gerade einmal 23,6µA (gemessen). Berührt man nun beide Pole, oder auch eine Platte und einen Gegenpol oben am Rohr, dann spürt man nicht mal ein kribbeln. Das spürt man erst ab 2-3mA. Somit also nun vollkommen ungefährlich.
Die Kugel wurde nun genau mittig zwischen den Platten ausgerichtet und das Pendel, pendelt munter vor sich hin.
Messtechnisch fließt bei dem Experiment bei Kontaktierung der Kugel mit einer Platte gerade mal 6*10^-10 A/s.
Rein rechnerisch würde das Pendel 60.000 Jahre lang laufen, bis die Batterien leer wären. Eigenentladung der Batterien nicht miteingerechnet
Wie funktioniert das ganze aber nun?
Ganz einfach:
An der einen Platte liegt der Pluspol an und an der anderen der Minuspol.
Setzt man nun das Pendel in Schwung und lässt es beispielsweise die Plus-Platte berühren, dann lädt sich die Kugel positiv auf. Lässt man nun los, pendelt die Kugel zum Minuspol, berührt diese und gibt ihre Ladung ab, bzw. lädt sich negativ auf. Dadurch wird sie leicht abgestoßen (gleiche Ladung) und bekommt einen leichten Impuls, der ausreicht um die Kugel wieder den Pluspol berühren zu lassen. Das Spiel beginnt von vorne.
Hier ein Video: https://www.youtube.com/watch?v=xcQ9Iaw ... e=youtu.be
