06987.00 06986.93 Braunsches Rohr mit Fassung Betriebsgerät für

Braunsches Rohr mit Fassung
Betriebsgerät für Braunsches Rohr
06987.00
06986.93
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG
Robert-Bosch-Breite 10
D-37079 Göttingen
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www.phywe.de
Betriebsanleitung
Das Gerät entspricht
den zutreffenden
EG-Rahmenrichtlinien.
Abb. 1: Braunsches Rohr mit Fassung 06987.00.
1
SICHERHEITSHINWEISE
2 ZWECK UND BESCHREIBUNG
Das Braunsche Rohr (Abb. 1) dient zur Demonstration der
Wirkungsweise einer Oszilloskopröhre. Die Bahn der Elektronen in der mit einem Edelgas geringen Druckes gefüllten
Röhre lässt sich im abgedunkelten Raum als Leuchtspur
beobachten. Die Ablenkung des Elektronenstrahls kann
sowohl durch ein elektrisches wie auch durch ein magnetisches Feld erfolgen. Mit Hilfe einer an die Ablenkplatten
gelegten Sägezahnspannung, die man dem Betriebsgerät
06986.93 entnimmt, kann auf dem Bildschirm eine „Zeitlinie“
geschrieben werden, wobei die Ablenkfrequenz im Bereich
10...100 Hz einstellbar ist. Wird der Elektronenstrahl gleichzeitig auch in vertikaler Richtung durch das magnetische
Feld zweier mit technischem Wechselstrom gespeister Spulen abgelenkt, so lässt sich das Prinzip der oszilloskopischen
Darstellung eines periodischen Vorganges zeigen.
• Vor Inbetriebnahme der Geräte ist die Betriebsanleitung
sorgfältig und vollständig zu lesen. Sie schützen sich und
vermeiden Schäden an Ihrem Gerät.
• Verwenden Sie die Geräte nur für den dafür vorgesehenen
Zweck.
• Die Geräte sind nur zum Betrieb in trockenen Räumen, die
kein Explosionsrisiko aufweisen, vorgesehen.
• Die Geräte nicht in Betrieb nehmen, wenn Beschädigungen am Gerät sichtbar sind.
• Die Röhre nicht mechanisch belasten.
• Das Betriebsgerät für Braunsches Rohr und das geregelte Netzgerät, 0...600 V–, liefern berührungsgefährliche Spannungen, deshalb darf der Betrieb der Geräte
nur unter fachkundiger Aufsicht erfolgen. Um Schäden
an Leben und Gesundheit auszuschließen, sind die
üblichen, für das Arbeiten mit gefährlichen elektrischen Spannungen geltenden Vorsichtsmaßnahmen
strikt einzuhalten. Insbesondere ist die anzuschließende Schaltung (Versuchsaufbau) im stromlosen Zustand (absolute Netztrennung, Netzstecker ziehen!)
erst vollständig aufzubauen und nochmals zu überprüfen, bevor die Geräte ans Netz angeschlossen und eingeschaltet werden.
Das technisch unkomplizierte Strahlerzeugungssystem des
Braunschen Rohres besteht aus einer indirekt geheizten Kathode, einer Anode sowie einer Hilfsanode; die beiden letzteren haben die Gestalt von Scheibenelektroden mit einer zentralen Durchlassöffnung für den Elektronenstrahl. Die Ablenkplatten sind untereinander und mit der Anode durch eine
hochohmige Widerstandsschaltung verbunden.
Die Spannungszuführung für Heizung, Elektroden und Ablenkplatten erfolgt über 4 mm-Sicherheitsbuchsen an der
Fassung. Die Fassung lässt sich mit einer Doppelmuffe
“PASS” an einem Stativ haltern.
Eingriffe bzw. Änderungen der Schaltung dürfen deshalb auch nur im stromlosen Zustand vorgenommen
werden. Zum Weiterverbinden dürfen für die Ausgänge
nur berührungsgeschützte Sicherheitsleitungen verwendet werden.
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Das Betriebsgerät (Abb. 2) für das Braunsche Rohr liefert
zwei Spannungen: Eine nach Höhe und Vorzeichen variable
Gleichspannung sowie eine bezüglich Frequenz und Amplitude variable Sägezahnspannung. Die unteren Buchsen der
beiden Ausgänge sind intern miteinander verbunden und bil1
Abb. 2: Betriebsgerät für Braunsches Rohr 06986.93.
den den gemeinsamen Bezugspunkt der beiden Spannungen. Zwischen den oberen Buchsen der Ausgänge liegt die
Summe von Sägezahn- und Gleichspannung; letztere ermöglicht es, die Zeitlinie auf dem Bildschirm des Braunschen
Rohres horizontal zu verschieben. Ist die Amplitude der Sägezahnspannung auf null gestellt, so kann an den oberen
Buchsen die reine Gleichspannung entnommen werden.
300
3 HANDHABUNG
Die Beschaltung des Braunschen Rohres zeigt Abb. 3;
sämtliche Betriebsspannungen können dem Netzgerät, geregelt 13672.93 entnommen werden. Eine geeignete Anodenspannung ist 30...50 V. Für die Nachbeschleunigungsspannung an den Ablenkplatten schaltet man die Ausgänge
„0...300 V–“ und „300 V–“ in Serie und legt die entnommene
Spannung an den Symmetriepunkt der hochohmigen Widerstandsschaltung zwischen den Ablenkplatten.
Die Spannung an der Hilfsanode wählt man so (ca. 8 - 10 V),
dass sich ein gut sichtbarer Leuchtfleck bzw. eine möglichst
scharfe Oszillogrammkurve ergibt.
600 V
Abb. 3: Schaltung des Braunschen Rohres.
4 EXPERIMENTIERLITERATUR
Physik in Demonstrationsversuchen,
Ausgabe A/B, Elektrik
01141.31
Zur elektrischen Ablenkung des Elektronenstrahls und zum
Schreiben einer Zeitlinie verbindet man die Anschlüsse für
die Ablenkplatten mit den beiden oberen Buchsen am Betriebsgerät; liegt die rechte Ablenkplatte an der roten Buchse,
so wandert beim Schreiben der Zeitlinie der Elektronenstrahl
während des Vorlaufs von links nach rechts. Zur Anzeige der
Gleichspannung, mit der sich der Leuchtfleck bzw. die Zeitlinie horizontal verschieben lässt, schließt man an das rechte Buchsenpaar des Betriebsgerätes einen Spannungsmesser, Messbereich 100 V– an, Zeigernullstellung in Skalenmitte; geeignet z.B. Drehspulinstrument 11100.00 mit Messbereich 11104.51.
5 GERÄTELISTE
Braunsches Rohr
Betriebsgerät für Braunsches Rohr
Netzgerät, 0...600 V–, geregelt
Stelltrafo 25 V~/20 V–, 12 A
Spule, 1200 Wdg
Spulenhalter
Stativfuß „PASS“
Stativstange „PASS“, 4 kt., l = 400 mm
Doppelmuffe „PASS“
Sicherheitsverbindungsleitungen
Die magnetische Ablenkung des Elektronenstrahls lässt sich
demonstrieren, indem man dem Braunschen Rohr den Pol
eines Stabmagneten nähert. Ein Aufbau zur periodischen
Ablenkung des Elektronenstrahls mit Hilfe eines magnetischen Wechselfeldes lässt sich realisieren, indem man
gemäß Abb. 4 zwei in Serie geschaltete Spulen 1200 Wdg.
auf Spulenhalter setzt, die an Stativstangen zu befestigen
sind; die gemeinsame Spulenachse soll das Braunsche Rohr
zwischen Anode und Ablenkplatten durchsetzen. Um auf
dem Schirm ein stehendes Bild zu erhalten, muss die Frequenz der Sägezahnspannung auf geeignete Werte eingestellt werden.
6 BETRIEBSHINWEISE
Der Betrieb dieses Gerätes ist nur unter fachkundiger Aufsicht in einer beherrschten elektromagnetischen Umgebung
von Forschungs-, Lehr- und Ausbildungsstätten (Schulen,
Universitäten, Instituten und Laboratorien) erlaubt.
Dies bedeutet, dass in einer solchen Umgebung Sendefunkeinrichtungen, wie z.B. Mobiltelefone nicht in unmittelbarer
Nachbarschaft verwendet werden dürfen. Die einzelnen
angeschlossenen Leitungen dürfen nicht länger als 2 m sein.
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2
(2x)
(2x)
(3x)
(3x)
06987.00
06986.93
13672.93
13531.93
06515.01
06528.00
02005.55
02026.55
02040.55
Abb. 4: Versuchsaufbau.
Die Werte in den Klammern geben die
Einstellbereiche der Versorgungsspannung zur Röhre an.
Abb. 5: Schaltbild Braunsches Rohr.
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3
7 TECHNISCHE DATEN
Braunsches Rohr
Heizspannung
Anodenspannung
Anodenstrom
Spannung für Hilfsanode
Nachbeschleunigung
an Ablenkplatten
Schirmdurchmesser
Rohrlänge
Anschlüsse
Masse
Betriebsgerät
Netzversorgung
Schutzklasse
Anschlussspannung
(+6%/-10%)
Netzfrequenz
Leistungsaufnahme
6,3 V~
0...+50 V
<3 mA
0...+12 V
+300...+600 V
100 mm
235 mm
4 mm-Sicherheitsbuchsen
0,5 kg
I
siehe Typenschild
50/60 Hz
14 VA
Gleichspannung
Kurzschlußstrom
Sägezahnspannung
Frequenz
Anschlüsse
+80...0...-80 V
<5 mA
0 ... 160 V (Spitzenwert)
10...100 Hz
4 mm-Sicherheitsbuchsen
Gehäusemaße (mm)
Masse
190 x 110 x 95 (B, H, T)
ca. 1,32 kg
8 GARANTIEHINWEIS
Für das von uns gelieferte Gerät übernehmen wir innerhalb
der EU eine Garantie von 24 Monaten, außerhalb der EU von
12 Monaten; sie umfasst nicht den natürlichen Verschleiß
sowie Mängel, die durch unsachgemäße Behandlung entstehen.
Der Hersteller kann nur dann als verantwortlich für Funktion
und sicherheitstechnische Eigenschaften des Gerätes
betrachtet werden, wenn Instandhaltung, Instandsetzung und
Änderungen daran von ihm selbst oder durch von ihm ausdrücklich hierfür ermächtigte Stellen ausgeführt werden.
9 ENTSORGUNG
Die Verpackung besteht überwiegend aus umweltverträglichen Materialien, die den örtlichen Recyclingstellen zugeführt werden sollten.
Dieses Produkt gehört nicht in die normale
Müllentsorgung (Hausmüll).
Soll dieses Gerät entsorgt werden, so senden
Sie es bitte zur fachgerechten Entsorgung an
unten stehende Adresse.
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG
Abteilung Kundendienst
Robert-Bosch-Breite 10
D-37079 Göttingen
Telefon +49 (0) 551 604-274
Fax
+49 (0) 551 604-107
06987.00/0907
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