Wuppertal 2015 – scientific programme

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 17: Postersitzung

DD 17.27: Poster

Tuesday, March 10, 2015, 14:45–16:15, Foyer Ebene G.10

Hochspannungsexperimente mit dem Marx-Generator — •Lara Strasser¹, Antje Bergmann² und Günter Quast¹ — ¹Institut für Experimentelle Kernphysik, Karlsruher Institut für Technologie — ²Institut für Theoretische Festkörperphysik, Karlsruher Institut für Technologie

Um elektrische Entladungsvorgänge bei hohen Feldstärken, wie zum Beispiel Blitzentladungen, und damit verbundene Experimente eindrucksvoll zu demonstrieren werden sehr hohe Spannungen von mehreren zehn Kilovolt benötigt, die mit üblichen Hochspannungsnetzgeräten nicht erzeugbar sind.

Mit einer Marx'schen Vervielfachungsschaltung können durch ein einfaches und gut nachvollziehbares Schaltprinzip hohe Spannungen und Überschläge erzeugt werden. In einem Marx-Generator werden Kondensatoren über eine Hochspannungsquelle parallel geladen und dann schlagartig in Reihe geschaltet. Hierdurch addieren sich die Spannungen und man erhält einen Hochspannungsimpuls, der sich in Form eines Blitzes an einer Funkenstrecke eindrucksvoll demonstrieren lässt.

Ein Modell eines solchen Marx-Generators wurde selbst entworfen und aufgebaut. Daran kann das Prinzip der Vervielfachungsschaltung anschaulich erarbeitet und Hochspannungsexperimente durchgeführt werden. Die Funkenstrecke bietet viel experimentelles Potential, so kann zum Beispiel die Wirkung eines Blitzes auf verschiedene Materialien untersucht oder ein Faraday-Käfig eingebaut werden.