06987.00 06986.93 Braunsches Rohr mit Fassung Betriebsgerät für
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Braunsches Rohr mit Fassung Betriebsgerät für Braunsches Rohr 06987.00 06986.93 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG Robert-Bosch-Breite 10 D-37079 Göttingen Telefon +49 (0) 551 604-0 Fax +49 (0) 551 604-107 E-mail [email protected] Internet 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. 06987.00/0907 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. 06987.00/0907 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. 06987.00/0907 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 4
