PHYWE Elektrikkasten 1953

[Physikfan]

Ein solcher Kasten stand mir in der Oberstufe meines Realgymnasiums in den Physikalischen Übungen
für Experimente zur Verfügung.
Ich habe dabei sehr viel gelernt.


Anleitungsbuch

Mögliche Experimente

Der Kasteninhalt

Das Kasteninnere

Detailansicht1

Detailansicht2

Spulen und Skalen

[mjwolf]

Cool, mal von jemandem zu hören, der damit schon gearbeitet hat. Dann werde ich ihn mal auf meine Wunschliste setzen
So ein Kasten schwamm neulich in der Bucht, Zustand allerdings schlechter als Deiner und vor allem: ohne Anleitungsbuch, sonst hätte ich mitgeboten...

VG
Martin

[Physikfan]

Trafokern mit Joch


Module


Motor- und Generatormodell


Spulen

[Georg]

Hallo Physikfan,
gibt es evtl auf der Rückseite des Motormodells weitere Schleifkontakte
und einen Kommutator?
Oben sollte wohl ein Hufeisenmagnet (evrl auch ein Elektromagnet?)
aufgesetzt werden.
Diese Art des Ankers aus zwei Blechen gebogen gab es auch im
Kosmos Baukasten Elektro(technik) und selbst heute noch
gibt es einen ähnlichen Anker hier:
http://www.winklerschulbedarf.com/de/i/ ... net-100546
Die Spulen sind recht farbenfroh, aber das (vermutlich) Polystyrol ist
leider recht spröde.
Gruß
Georg

[Physikfan]

Hallo Georg

Du hast recht.
An der Rückseite des Motors, der die Maße 12 cm hoch, 8 cm breit und 8 cm tief hat, ist ein Kommutator, der für die Gleichstromansteuerung des Motors vorgesehen ist, siehe Foto

Motormodell mit Kommutator für Gleichstrom



Generatormodell für Wechselstrom
korrigiert 19.3.2016


Viele Grüsse

Physikfan

[Physikfan]

Bestandteile im PHYWE Elektrikkasten 1953

Amperemeter, Voltmeter, etc.


Motormodell etc.


Elektrochemie etc.


Spulen und Eisenkerne

[Georg]

Hallo Physikfan,
in dem Bild des Motormodells Seite 13 sind die "Ohren"
der Feldbleche nach außen gebogen.
Damit konnte man evtl das I des UI-Kerns mit einer
Spule als Feldmagnet auflegen.
Oder geht das auch mit dem Modell mit nach innen
gebogenen "Ohren"?
So kann man jedenfalls keinen Wechselstrommotor
darstellen und die Schleifringe dienen zur Demonstration
eines Wechselstromgenerators.
Gruß
Georg

[Physikfan]

Hallo Georg

Bezueglich des Wechselstromgenerators hast Du recht.
Die entsprechenden Bildueberschriften habe ich bereits korrigiert.
Naehere Erlaeuterungen mit Bildern von Experimenten folgen noch.

Viele Gruesse

Physikfan

[Physikfan]

Motormodell (Kommutator und Permanentmagnet) für Gleichstrom, Aufbau


Motormodell (Kommutator und Permanentmagnet) für Gleichstrom, in Betrieb


Motormodell (Kommutator und Permanentmagnet) für Gleichstrom

[Physikfan]

Motormodell mit Feldspulen in Serie zur Ankerwicklung, mit Kommutator, für Gleichstrom, Aufbau


Motormodell mit Feldspulen in Serie zur Ankerwicklung, mit Kommutator, für Gleichstrom, in Betrieb


Motormodell mit Feldspulen in Serie zur Ankerwicklung, mit Kommutator, für Gleichstrom

[Physikfan]

Motormodell mit Feldspulen in Serie zur Ankerwicklung, mit Kommutator, für Wechselstrom, Aufbau


Motormodell mit Feldspulen in Serie zur Ankerwicklung, mit Kommutator, in Betrieb mit Wechselstrom


Motormodell allein, mit Feldspulen in Serie zur Ankerwicklung, mit Kommutator, in Betrieb mit Wechselstrom

[Physikfan]

Motormodell mit Feldspulen parallel zur Ankerwicklung, mit Kommutator für Gleichstrom, Aufbau


Motormodell mit Feldspulen parallel zur Ankerwicklung, mit Kommutator für Gleichstrom, in Betrieb

[Physikfan]

Motormodell mit Feldspulen parallel zur Ankerwicklung, mit Kommutator, für Wechselstrom, Aufbau


Motormodell mit Feldspulen parallel zur Ankerwicklung, mit Kommutator, für Wechselstrom, in Betrieb

[buedes]

Hallo Physikfan,

In meinem "Arsenal" schlummert noch ein mir unbekanntes Teil:



Eine der Abbildungen bei dieser ebay-Auktion hat mich darauf gebracht, dass es sich um einen Zeiger für ein Messgerät von Phywe handeln könnte. Ich glaube auch, zumindest das Gehäuse in deinem obigen Kasten wiederzuerkennen. Kannst du das bestätigen?

Wenn ja, baue doch bitte einmal das entsprechende Gerät auf und stelle ein Bild davon ein!
Auch die dazugehörige Seite in der Anleitung würde mich interessieren.

Gruß, Horst

PS
Hallo Martin,
hast du das ebay-Angebot schon gesehen? Du suchst doch so etwas!

[Physikfan]

Hallo Horst

Ja, das gehört zu diesem Phywe-Elektrikkasten.
Dieses Teil, zusammen mit einer Spule und der Skala und dem Kimmlager, ist als Galvanometer verwendbar.


Auf dem Kimmlager ist der Scheiben-Magnet mit dem Zeiger gelagert.
In meiner nächsten freien Zeit werde ich das aufbauen.
An das Vorhandensein des Kimmlagers im Kasten kann ich mich jedoch nicht erinnern.
Ich werde aber in diesem entsprechendem Kasten nachsehen.

Viele Grüße

Physikfan.

[buedes]

Lieber Physikfan,

diese Abbildung des Zeigers in deinem Posting schon ganz oben habe ich glatt übersehen.
Mit der Zuordnung zu diesem Galvanometer wäre die Verwendung meines Fundstückes schon mal klar. Habe auch gleich getestet, ob ein Magnet drin enthalten ist. - Ja, ist drin und funktioniert auch noch. Dann bräuchte ich mir also nur so ein Kimmlager und eine Skala anzufertigen und ich hätte ein komplettes Galvanometer.

Unten ragt eine kleine Gewindestange raus, was gehört da drauf?

Nun liegt in meinem Gehäuse auch noch eine Art Linse lose drin, und der Flansch am Zeiger hat oben ein Metallplättchen aufgeklebt in gerade solcher Größe. Gehört diese Linse etwa dadrauf, und könnte man das Messwerk damit vielleicht auch noch als Spiegelgalvanometer verwenden?

Gruß, Horst

[Georg]

Unten ragt eine kleine Gewindestange raus, was gehört da drauf?

Hallo Horst,
da gehört mit ziemlicher Sicherheit eine Mutter, evtl Rändelmutter
oder zwei davon (gekontert) drauf.
Mit diesen Muttern kann man die Empfindlichkeit des Instruments
justieren. (Wie bei einer Balkenwaage)
Ganz ohne Mutter(n) dürfte der Zeiger kopflastig sein.

Gruß
Georg

[Physikfan]

Hallo Horst

Mit einem Spiegelgalvanometer wird es wohl nichts werden.
Ein solches Instrument ist so aufgebaut, dass man eine Spule an einem langen dünnen Draht mit kleinem Rückstellmoment aufhängt.
An diesem Draht ist dann zusätzlich ein kleiner, sehr leichter Spiegel, befestigt. Ein sehr kleiner Strom durch die Spule, die in einem entsprechenden Magnetfeld drehbar angeordnet ist, ruft dann eine entsprechend kleine Winkeländerung des Spiegels hervor, sodass bei entsprechend großen Wegen des Laserstrahls trotzdem ein meßbarer Ausschlag festgestellt werden kann.

Dieses Prinzip einer Drehwaage wird auch verwendet, um z.B. die Gravitationskonstante (Cavendish) zu bestimmen oder mit der sogenannten Coulombschen Drehwaage das Coulombsche Gesetz zu demonstrieren.

Viele Grüße

Physikfan

[Physikfan]

Hallo Horst

Für Dich war dieser Kasten in der Bucht keine Option?
Du hättest bei diesem Sofortkauf noch zuschlagen können,
ich hatte dieses Teil leider glatt übersehen.

Viele Grüße

Physikfan

[buedes]

Hallo Physikfan,

habe gerade mal einen Laserpointer auf die aufgeklebte goldene Folie gerichtet. Und wider Erwarten funktioniert das einwanfrei. Je nach Zeigerdrehung wird der rote Punkt an der Wand entlang gefahren. Der Punkt bleibt auch in seiner Schärfe und Größe (Kleinheit) erhalten, also ist nicht mal ein Spalt oder ähnlicher Vorsatz notwendig.

Nur frage ich mich, wozu dieser beiliegende Plexiglaskörper dann noch gebraucht wird. Er hat jedenfalls keine optische Funktion, es ist keine Linse.

@Georg,
Das könnte natürlich so sein und dient vielleicht auch zur Beruhigung des Zeigerausschlags.

Gruß, Horst

[Georg]

Der Punt bleibt auch in seiner Schärfe erhalten, also ist gar kein Spalt oder ähnlicher Vorsatz notwendig.

Horst,
in der Skizze von Physikfan ist kein Laser zu sehen.
Als die Lichtzeigergalvanometer ihre große Zeit hatten,
mußte man einen beleuchteten Spalt verwenden oder den
Faden eines Galvanometerbirnchens abbilden.
Galvanometerbirnchen gab es ab den 20ern, das waren
Glühlämpchen mit einem gerade gestreckten Wolframfaden.
Zur "Beruhigung" dient so eine Mutter gewiß nicht, denn
wie soll die Masse der Mutter eine Dämpfung bewirken?
Braucht man das, muß man eine Luft- oder Wirbelstrombremse
vorsehen.
Gruß Georg

[buedes]

Hallo Georg und Physikfan,

ihr seid also der Meinung, dass der kostbar verpackte Zeiger nicht auch zur veranschaulichenden Darstellung eines Spiegelgalvanometers eingesetzt werden konnte?

Wozu diente dann der auch in der Skizze zu sehende Knubbel oben auf dem Zeigerflansch? Dabei handelt es sich doch sicher um die von mir beschriebene Plexiglasscheibe mit der goldenen Folie darunter.

Es ist natürlich klar, dass es damals (1953) noch keinen Laserpointer gab. Aber vielleicht findet sich ja im Kasten eine andere dafür vorgesehene geeignete Strahlquelle, bzw. Teile dafür.

Gruß, Horst

[Georg]

seid also der Meinung, dass der kostbar verpackte Zeiger nicht auch zur veranschaulichenden Darstellung eines Spiegelgalvanometers eingesetzt werden konnte?

Hallo Horst,
davon habe ich nichts gesagt.
Was eine geeignete Lichtquelle/Spalt betrifft, wurde möglicherweise
auf einen Kasten "Optik" verwiesen.
Gruß
Georg

[Physikfan]

Hallo Horst

Ich habe das Galvanometer jetzt mit der grünen Spule (20000 Windungen) aufgebaut, siehe Bild.
Das Experiment heißt "Induktion mit Permanentmagnet und Spule, ebenfalls 20000 Windungen".



Das Meßwerk ist nur sehr schwach gedämpft.
Sehr empfindlich ist das Meßwerk jedoch nicht, weitere Messungen erfolgen morgen.
Aber Horst, warum hast Du denn mit dem Kasten bei Ebay nicht zugeschlagen, bei Sofortkauf?
Wenn ich das gewußt hätte, die 75 Euro wäre mir das wert gewesen, Du und ich wissen, was da alles drin ist und in welcher Qualität.

Viele Grüße

Physikfan.

[Physikfan]

Hallo Horst

Das mit dem Spiegelgalvanometer muß ich revidieren.
Auf der Lamelle, die unter anderem mit zur Befestigung des Zeigers auf dem Scheibenmagneten dient, läßt sich tatsächlich ein Laserstrahl (z.B. aus einem Pointer) so reflektieren, sodass bei genügend großem Weg des Strahls zu einer Wand sich tatsächlich eine Art Spiegelgalvanometer realisieren läßt.

Alles weiter morgen.

Viele Grüße

Physikfan

[buedes]

Hallo Physikfan,

mach doch bitte mal ein Bild in Großaufnahme von dem Zeiger an der fraglichen Stelle. Mich interessiert, wie das da genau aussieht und ebenso von der eigentlichen Achs-Aufnahme im Inneren des Kimmlagers. Obwohl, eine normale Achse ist es ja nicht; es sind Schneiden, die da leicht beweglich aufliegen.

Und was das "Nichtzuschlagen" kürzlich bei ebay betrifft: Ich bin halt kein Sammler im üblichen Sinne, der jetzt großen Wert auf originale Vollständigkeit legt. Vielmehr möchte ich meine vor vielen Jahren vor dem Entsorgen geretteten Experimentiergeräte (Phywe, Neva, Kosmos...) so nach und nach sichten und wenn es geht wieder zur Funktion bringen. Dabei habe ich auch große Freude dran, dieses oder jenes Teil zu reparieren oder was noch fehlt, einfach nachzubauen.

Gruß, Horst

[Physikfan]

Hallo Horst

Anbei die versprochenen Bilder zum Phywe Galvanometer.








Viele Grüße

Physikfan.

[buedes]

Hallo Physikfan,

danke für die aufschlussreichen Detailaufnahmen!
Bei mir sieht die fragliche Stelle des Zeigers so aus:

und mit Glasscheibe so:


Offensichtlich gibt es einen kleinen Unterschied in der Anbringung des goldenen Plättchens mit dem Glaskörper. Während bei meinem Zeiger diese Teile direkt auf dem Magnetgehäuse aufgeklebt wurden, ist bei deinem dafür ein Extra-Winkel zu deren Aufnahme vorhanden, also eine noch viel aufwändigere Konstruktion. Für mich steht auf Grund dessen klar fest, dass damit ein besonderer Zweck verfolgt wurde; und der heißt sicherlich "Spiegelgalvanometer".

Und was das Kimmlager betrifft: Ich werde mich gleich mal daran machen, ein solches nachzubauen.

Gruß, Horst

[Georg]

Hallo Horst,
wenn du genauer hinschaust, siehst du, daß dein bzw. Physikfans
Magnet sehr verschieden sind.
Deiner steckt in einem Kunststoffgehäuse (ein Ring?) der von
Physikfan ist "nackt".
Den Bildern nach vermutlich gußrauhe AlNiCos.
Für Ferrite wäre 1953 etwas früh, wenn ihr mal mit einer
Nadel kratzen würdet, könnte man das klären.
Da liegen vermutlich ein oder mehrere "Auflagen" dazwischen.

des goldenen Plättchens mit dem Glaskörper

Das könnte ein augeklebter Rückseitenspiegel gewesen sein,
dessen Verspiegelung mit dem Kleber auf dem Magneten geblieben ist.

Gruß
Georg

[buedes]

Hallo Georg,

da gibt es nicht viel zu kratzen. Rechts habe ich das mal versucht.

gekratzt.JPG (59.05 KiB) 104634-mal betrachtet

Kannst du da daraus etwas entnehmen, was auf die Zusammensetzung des Magneten schließen lässt?
Welcher Zeiger ist wohl der ältere. Bei meinem sitzt der Magnet in einem Kunststoff-Spritzgehäuse, an dem der Zeiger gleich angespritzt ist. Kein Bakelit!

Das könnte ein aufgeklebter Rückseitenspiegel gewesen sein,

Das ist DIE Idee, so könnte es wirklich gewesen sein! Deshalb auch die "Linse" ohne Funktion.

Gruß, Horst

[Georg]

Hallo Horst,

Kannst du da daraus etwas entnehmen,

Yes, I can :=)
Ein Alnico ist hart, noch härter als Stahl, mit einer
Nadel kann man ihn nicht ritzen.
Ferritmagnete sind wesentlich weicher, mit einer
Stahlnadel kann man sie ritzen.
Gruß
Georg

[buedes]

Hallo Physikfan,

beim Maßnehmen für das Kimmlager stelle ich gerade überraschend fest, dass mein Zeiger fast nicht in die Spule hineinpasst, also schon ohne das Lager. In der Spule mit dem Loch für einen 20x20mm- Kern messe ich nur 1mm als Freiraum, und das ist zu wenig für das Lager. Also dieser Zeiger gehört dann sicher zum großen Phywe- System mit den 30x30mm- Kern- Spulen.

Der Durchmesser des Magneten mit Gehäuse beträgt 20mm. Wie ist dieses Maß bei deinem Zeiger?

@ Georg
Also Alnico, dasselbe Material wie bei dem aufgeladenen U-Kern?

Gruß, Horst

[Physikfan]

Hallo Horst

Magnetscheibendurchmesser ebenfalls 20 mm.
Das Kimmlager hat die Maße: Höhe 40mm
durchgehende Seite 20 mm
unterbrochene Seit 19 mm unten 20mm oben

Abstand Blech außen zu eigentlichen Lagerstützen innen 4mm
Abstand Blech innen zu eigentlichen Lagerstützen außen 2mm
Abstand der Lagerstützen innen 12mm
Blechstärke 1mm
Luft zwischen den Blechen links und rechts jeweils 2mm

Viele Grüße

Physikfan

[buedes]

Hallo Physikfan,

...dann muss ich die Platzverhältnisse mit diesen Maßen noch einmal überprüfen, danke!

Nun habe ich aber noch was Interessantes gefunden:

und zwar in
Rudolf Töpfer: Wir experimentieren, Göttingen 6/1965, S.140

Gruß, Horst

[buedes]

Hallo Physikfan,

bevor ich anfange, die Bleche zuzuschneiden: Sind die Bügel des Lagers aus Alu gemacht?

Gruß, Horst

[Physikfan]

Hallo Horst

Ich bin kein Materialexperte, aber das Teil ist nicht ferromagnetisch, ich glaube, es ist unmagnetischer Edelstahl.

Viele Grüsse

Physikfan

[Physikfan]

Hallo Horst

Für Aluminium ist das Teil zu hart, auch die Stativstange ist nicht ferromagnetisch, das ganze Teil sieht sehr edel und nicht billig aus, keinerlei Oxidationsspuren, auch nicht Flugrost etc.

Viele Grüße

Physikfan

[Physikfan]

Hallo Horst

Die Höhe des inneren Lagers ist genau 30 mm also genau um 10 mm kürzer als der äußere Teil.
Die Einbuchtung, die als Lager dient, hat keine Dreiecksform, sonden ist eher elliptisch gestaltet mit einer Länge von etwa 4 mm.
Die Einbuchtung hat etwa nur 2 mm Tiefe.

Viele Grüße

Physikfan

[buedes]

Voilà




Fehlt noch die Skala und ein wenig justieren.

Gruß, Horst

[Physikfan]

Lieber Horst

Toll, wie schnell Du das machst.
Hast Du die Nacht durchgearbeitet?

Viele Grüße

Physikfan