Der Bau eines Drehspulmessgerätes Der Bau eines Drehspulmessgerätes

Transkript

1 Der Bau eines Drehspulmessgerätes

2 1. Einleitung 2. Erarbeitungsphase 2.1. Vorgehensweise 2.2. Theorie 2.3. Bau 3. Projektergebnis 4. Reflexion 5. Quellen Gliederung

3 1. Einleitung viele Messgeräte für Schüler undurchschaubar mangelndes Verständnis naturwissenschaftlicher Prinzipien Nachlassende Motivation im naturwissenschaftlichen Unterricht Ziele Z1: Bau eines preisgünstigen Messgerät Z2: Reduktion auf elementare Funktionen/leichte Durchschaubarkeit Z3: Wiederverwendung des Messgerätes im Unterricht

4 2. Erarbeitungsphase 2.1. Vorgehensweise unter Hilfe des Leitfadens für Projektarbeiten unbekannte Arbeits- und Materialvoraussetzungen flexible Handhabe des Struktur- und Ablaufplanes

5 2.2. Theorie

6 2.3. Bau Achse und Eisenkern

7 2.3. Bau Spiralfeder

8 2.3. Bau Magnet

9 3. Projektergebnis Plexiglasplatte als Front transparenter Aufbau Justierung mit Amperemeter Messbereich: 0 2 A

10 4. Reflexion kurze Arbeitszeit, unbekannte Voraussetzungen spontane Planung flexible Struktur- und Ablaufplanung Längerfristige Planung für Schüler notwendig Reserven bei der effizienten Aufteilung der Aufgaben Miniaturisierung möglich

11 Z1-Bau eines preisgünstigen Messgerätes Plexiglasplatte 2,00 Holzteile 3,00 Kupferblech 0,20 Draht 0,10 Festplattenmagnete 0,00 Kupferlackdraht 0,20 Stahlzylinder 0,50

12 Z2- Reduktion auf elementare Funktionen/ leichte Durchschaubarkeit Verwendung von alltagsnahen Grundmaterialien transparente Front

13 Z3 Wiederverwendung als Messgerät im Unterricht Gerät nur für qualitative, nicht für quantitative Messungen geeignet Gründe: Lagerung, Feder und Zeiger Knackpunkte quadratisches Eisenprofil als Kern günstiger

14 5. Quellen For-Wind-Turbines.htm

15 Bau eines Amperemeters Material: Plexiglasplatte(165mm x 150mm x 4mm), 2 ausgebaute Festplattenmagnete, 5m Kupferlackdraht (Ø 0,2mm), Drahtstück (Ø 1mm), Kupferblech (5mm x 200 mm x 0,2 mm), Stahlzylinder (10mm x 10mm), 2 Vierkanthölzer (15mm x 15mm x 150mm), Holzplatte A (150mm x 100mm x 15mm), Holzplatte B (150mm x 150mm x 10 mm), 2 Holzplatten C (135mm x 40mm x 10mm), 2 Holzplatten D (100mm x 65mm x 10mm), Holzstück E (ungefähr 15mm x 15mm x 10mm), Schrauben (3,5 mm x 40mm und 3,5mm x 16mm), Nagel (Ø 3mm, mindestens 50mm) Werkzeuge: Dekupiersäge, Schraubenzieher, Standbohrmaschine (verschiedene Bohrer), Lötstation, Tacker, Heißklebepistole Aufbau: 1. Holzstücke und Stahlzylinder auf die angegebenen Maße zusägen. 2. Holzplatten C nach folgender Skizze bearbeiten. 3. Sollten die Kanten Unebenheiten aufweisen, so sind diese abzuschleifen. 4. Plexiglasscheibe zuschneiden. Am Besten geht dies, wenn man die Sollbruchstellen mit dem Teppichmesser vorbereitet und die Plexiglasscheibe über einer Kante abbricht. 5. Auf den Holzplatten und auf der Plexiglasscheibe, sowie auf dem Stahlzylinder (mittig) Markierungen für die Bohrungen aufbringen (siehe Skizze). Bei der Plexiglasscheibe empfiehlt es sich vorzukörnen. 6. Bohren. 7. Den Nagel durch die Bohrung des Stahlzylinders stecken (er sollte 25mm vom stumpfen Ende entfernt sein) und zusammenkleben. 8. Den Kupferlackdraht um den Zylinder wicklen, so dass die Flächennormale der Spule senkrecht zur Drehachse steht. Dabei sind die Enden großzügig zu bemessen und der letzte Zentimeter jedes Endes muss abisoliert werden, damit der Stromfluss gewährleistet wird. 9. Magnete auf den Holzplatten C montieren. Dabei sollten sich anziehende Pole in Höhe der Mittelbohrung gegenüber liegen. (Zur Polung der Magnete siehe Anhang). 10. Spiralfeder wie aus Bild xx ersichtlich anfertigen. 11. Die Einzelteile wie auf dem Bild zusammensetzen. Der Zeiger wird an die stumpfe Seite des Nagels gelötet. 12. Gerät anschließen und mit Hilfe eines Multimeters eichen.

16 Zur Polarität von Festplattenmagneten 1 Neodmium Magnets in Hard Disk Drives The magnets used in hard disk drives are very strong neodymium (rare earth) magnets. Typically a magnet will have a north pole on one face, and a south pole on the other face. Hard drive magnets differ in that they act like two magnets stuck together side by side. On one face there is a north pole on the left and a south pole on the right, on the other face there is a south pole on the left and a north pole on the right. This is shown in the image below with the white labels pointing to the top face of the magnet, and the yellow labels pointing to the (hidden) bottom face of the magnet. Looking side-on the polarity of the magnet can also be represented as follows: NORTH SOUTH SOUTH NORTH 1

17 Kosten Plexiglasplatte 2,00 Holzteile 3,00 Kupferblech 0,20 Draht 0,10 Festplattenmagnete (z.b. Netzwerkbetreuer / alternativ Neodyn Magnete im Internet (2,00 )) Kupferlackdraht 0,20 Stahlzylinder 0,50 Maße Holzplatte C

18 Maße Draufsicht

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