Hallo, ich mache meine Masterarbeit in Verhaltensbiologie und kenn mich deshalb sehr schlecht in Physik aus. Ich will in einem Aquarium schwachelektrische Impulse (AC) abgeben. Nur weiß ich leider nicht wie ich den Stromkreis machen soll. Ich habe einen Funktionsgenerator mit dem ich den Strom einstelle, einen Messverstärker, ein Oozilloskop sowie 2 Elektroden. Wie mach ich es nun, dass bei den Elektroden 2 µV/cm rauskommen mit 0,5 Hz? Die Elektroden an den Messverstärker beim Input einstecken, beim Output verbinde ich zu dem Oszilloskop. Aber was mach ich mit dem Funktionsgenerator? Wäre sehr dankbar, wenn mir jemand helfen könnte. Bei mir kennt sich einfach niemand mit Stromkreise aus. LG Clemens
Clemens schrieb: > Wie mach ich es nun, dass bei den Elektroden 2 µV/cm rauskommen mit 0,5 > Hz? Das Problem wird sein 2 µV zu messen. Gut, es wird etwas mehr sein. Bei 10 cm sind es 20 µV bei 30 cm sind es 60 µV, usw. Um diese Spannung zu messsen wirst Du den Messverstärker benötigen. Das Signal, die Spannung, liefert der Funktionsgenerator. Ich vermute mal das dieser mehr als z.B. 60 µV liefert. Wir brauchen also noch einen Spannungsteiler. Im einfachsten Fall genügt ein Vorwiderstand oder besser ein Potentiometer. Jetzt müsste man wissen welchen elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden im Wasser herrscht. Wenn es destilliertes Wasser ist, dann wäre der Widerstand hoch. Mit etwas Salz fällt der Widerstand. Also am besten mal ausmessen. Wie man einen Spannungsteiler berechnet lernt man schon in der Hauptschule. mfg klaus
Ich vermute mal, es geht dir nicht um den Strom zwischen den beiden Elektroden, sondern du willst diesen Impuls wie mit einer Antenne aussenden? Bei einer Antenne ist der Stromkreis gut versteckt: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0810171.htm
Also es geht darum, dass Haiembryonen im Ei den Strom wahrnehmen sollen. Diese sind 12 cm von den Elektroden entfernt, die 5 cm Abstand haben. Als Funktionsgenerator habe ich einen Grass SD9 stimulator. Da fällt mir gerade auf, dass die minimale Einstellung 0,1 V sind. Muss ich dann schaun wie ich auf 2 µV runter will Wie messe ich mit dem Messverstärker die Spannung? Würd gern zuerst wissen wollen welche Geräte ich mit welchem verbinde. Der Funktionsgenerator gibt den Strom, dann wird Messverstärker dazugeschalten, von dem aus dann in die Elektroden. Aber wie bekomme ich das Signal der Elektroden in das Oszilloskop? Danke schon mal für die Hilfe
Clemens schrieb: > Also es geht darum, dass Haiembryonen im Ei den Strom wahrnehmen > sollen. > Diese sind 12 cm von den Elektroden entfernt, die 5 cm Abstand haben. > Als Funktionsgenerator habe ich einen Grass SD9 stimulator. Da fällt mir > gerade auf, dass die minimale Einstellung 0,1 V sind. Muss ich dann > schaun wie ich auf 2 µV runter will > Ja. Dazu sollte man schon so ungefähr wissen mit welchem elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden zu rechnen ist. Ein Multimeter zum Messen von Widerständen steht doch sicher zur Verfügung. http://www.grasstechnologies.com/products/stimulators/stimsd9.html Der Stimulator liefert min 0,1 V bei 1 K Innenwiderstand. Der Innenwiderstand und der elektrische Widerstand der Wasserstrecke liegen im Stromkreis. 1 K Innenwiderstand ist eigentlich schon ziemlich hoch. Aber das Weitere hängt jetzt vom elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden ab. Bitte mal messen! Entweder wir müssen den Serienwiderstand des Stromkreises noch erhöhen oder einen Spannungsteiler einsetzen. > Wie messe ich mit dem Messverstärker die Spannung? Der Messverstärker soll die Spannung zwischen den Elektroden verstärken, so dass die Spannung mit dem Oszi aufgelöst werden kann. Normale Oszi's haben eine Auflösung von 2 - 5 mV/Teilung. > Würd gern zuerst wissen wollen welche Geräte ich mit welchem verbinde. > Der Funktionsgenerator gibt den Strom, dann wird Messverstärker > dazugeschalten, von dem aus dann in die Elektroden. Aber wie bekomme ich > das Signal der Elektroden in das Oszilloskop? Puh, eigentlich habe ich darauf schon geantwortet. Mach mal einen Plan und stell ihn hier ein. Und ganz wichtig! Messe mal den elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden. mfg klaus
0,5Hz ist ja wahrscheinlich nur die Frequenz der Impulse. Wie sollen die Impulse selbst denn aussehen?
Angehängte Dateien:
Hallo Clemens Wie lauten die Typenbezeichnungen des Messverstärkers und des Oszilloskopes? Im angehängten Schema ist der Geräte-Innenwiderstand Bestandteil des Spannungsteilers. Wichtig! Der mit rotem Kreis bezeichnete Bereich muss unterbrechungssicher sein (Mechanisch geschützt und elektrisch richtig dimensioniert). Andernfalls liegt die volle Leerlaufsspannung des Generators an den Elektroden. Aus dem selben Grund nicht auf 100V schalten (Lebensgefahr bei Unterbrechung innerhalb des roten Kreises). Ist die Anordnung der Elektroden vorgegeben? Durch eine Norm? Ist ein homogones Feld gewünscht? Gruss Richard
Limi schrieb: > Ist die Anordnung der Elektroden vorgegeben? Durch eine Norm? > Ist ein homogones Feld gewünscht? Clemens schrieb: > Also es geht darum, dass Haiembryonen im Ei den Strom wahrnehmen sollen. > Diese sind 12 cm von den Elektroden entfernt, die 5 cm Abstand haben. Der Spannungsteiler ist im Prinzip so in Ordnung. Jedoch wissen wir immer noch nicht welcher elektrische Widerstand zwischen den Elektroden herrscht. Erst dann kann man den zu den Elektroden angebrachten parallelen Widerstand (hier jetzt 20 Ohm) wirklich bestimmen. mfg klaus
Wenn es alle 2s irgendwie geartete Pulse sind, dann ist nicht gesagt, dass man mit der DC Impedanz rechnen kann.
Klaus R. schrieb: > http://www.grasstechnologies.com/products/stimulators/stimsd9.html Schau Dir den Link an. Es ist ein Rechteck. Biphasic Output Can be selected to reduce electrode polarization and ion transfer Ob das AC sein soll weiss ich nicht. Ionen-Transfer sollte jedoch vermieden werden. mfg klaus
Angehängte Dateien:
-
Bestimmung_Rx.svg
27 KB
Klaus R. schrieb: > Limi schrieb: >> Ist die Anordnung der Elektroden vorgegeben? Durch eine Norm? >> Ist ein homogones Feld gewünscht? > Clemens schrieb: >> Also es geht darum, dass Haiembryonen im Ei den Strom wahrnehmen sollen. >> Diese sind 12 cm von den Elektroden entfernt, die 5 cm Abstand haben. > Genau dieser Abschnitt hat mich zu den Fragen veranlasst. Interpretiert habe ich den Elektrodenabstand als 5cm. Dann können die Embryonen nur seitlich versetzt platziert sein. Dort ist das elektrische Feld alles andere als homogen. Somit ist das elektrische Feld (= Zielgrösse?) (uV/cm) nicht konstant. Anderseits gibt es zwischen den Elektroden einen Ionenfluss. Möglicherweise werden dadurch chemische Reaktionen angestossen. Sollten die Elektroden aus unterschiedlichen Materialien sein, haben wir eine Batterie und ein komplett anderes elektrisches Feld. Die Hauptaufgabe von Clemens wird sein. Alle möglichen Störeinflüsse auszuschliessen um dann eine Aussage zur Beeinflussung durch das elektrische Feld machen zu können. (Es gibt deren viele, Salzgehalt, Temperatur, Ionenstrom, Strömung, Nährstoffe, chemische Elemente im Wasser, magn. Feld, Licht, Wassertiefe, Vibrationen, usw.) > Der Spannungsteiler ist im Prinzip so in Ordnung. Jedoch wissen wir > immer noch nicht welcher elektrische Widerstand zwischen den Elektroden > herrscht. Erst dann kann man den zu den Elektroden angebrachten > parallelen Widerstand (hier jetzt 20 Ohm) wirklich bestimmen. Anhand der Anordnung der Elektroden, der Elektrodenform und dem Salzgehalt könnten wir den Parallelwiderstand mal grob schätzen. Wenn dieser über einigen Kiloohm liegt können wir diesen vernachlässigen. Andernfalls haben wir die Möglichkeit den Widerstand mit der ergänzten Schaltung zu messen. Gruss Richard
Clemens schrieb: > Wie mach ich es nun, dass bei den Elektroden 2 µV/cm rauskommen mit 0,5 > Hz? Anscheinend ist der Strom selber nicht gefragt, sondern nur die Spannung. Limi schrieb: > Anhand der Anordnung der Elektroden, der Elektrodenform und dem > Salzgehalt könnten wir den Parallelwiderstand mal grob schätzen. Wenn > dieser über einigen Kiloohm liegt können wir diesen vernachlässigen. Da es sich um Fische (kein destiliertes Wasser), sogar um Salzwasserfische handelt, wird die Leitfähigkeit des Wassers gut sein. Der Widerstand dürfte deutlich unter 1k liegen. Aber das ist alles nur Raten. Hier kann nur gemessen werden. Limi schrieb: > Genau dieser Abschnitt hat mich zu den Fragen veranlasst. Interpretiert > habe ich den Elektrodenabstand als 5cm. Dann können die Embryonen nur > seitlich versetzt platziert sein. Dort ist das elektrische Feld alles > andere als homogen. Somit ist das elektrische Feld (= Zielgrösse?) > (uV/cm) nicht konstant. Wir haben doch einen angehenden Master. Ein wenig elektrische Feldtheorie wird er sich schon ansehen müssen. Aber es genügt ja auch direkt bei den Embryonen, ohne sie zu berühren, zu messen. So kann das Feld sein wie es will. Limi schrieb: > Sollten die Elektroden aus unterschiedlichen Materialien > sein, haben wir eine Batterie ... Ich denke das Clemens das weiß. mfg klaus
Danke für die vielen Antworten. Es scheint komplizierter zu sein als gedacht. Es gibt eigentlich schon eine ähnliche Studie dazu, die haben es mit einem Funktionsgenerator, einem Stimulusgenerator und einem Multimeter gemacht. Durch die Formel: V/cm = (r.I.d. cosa)/(2pr3) kann man dann das elektrische Feld berechnen. Ein Neurobiologe hat mir dann aber gesagt, dass durch die Aquarienwand das elektrische Feld reflektiert wird und hat mir auch die genannten Geräte gegeben. Warum ich jetzt andere habe weiß ich nicht. Anscheinend solls mit denen auch funktionieren. Problem ist hier, dass ich nicht die Ampere einstellen kann, sondern nur die Volt und dann mit dem Widerstand (den ich schlecht messen und berechnen kann) die Stromstärke ausrechne. Also muss ich eine Lösung finden: Es wird nicht möglich sein alles berücksichtigen zu können, aber je genauer desto besser. Ich werde eine Salzbrücke machen zwischen den Elektroden mit Polyethylenröhren, damit kein Elektronenfluss zwischen den Elektroden fließt. Salzgehalt und Temperatur wird konstant gehalten und auf einen natürlichen Wert gestellt (soll ja biologische Aussagekraft haben). Natürlich hat das Einfluss und auch auf den Wasserwiderstand (den ich auch messen will). Was ich simulieren will ist ein größerer Fisch (2 uV/cm), den die Embryonen als Räuber wahrnehmen sollten, sowie Unterwasserkabel von offshore Windanlagen, die ein elektrisches Feld von 10 uV/cm abgeben. Ich habe wirklich Null Ahnung von Physik und hab nicht mal alle Antworten verstanden (peinlich). Aber dennoch vielen Dank. Zumindest weiß ich, dass es viel zu berücksichtigen gibt. Mein größtes Problem zur Zeit ist aber, wie ich diese Geräte (Oszilloskop, Messverstärker, Funktionsgenerator, Elektroden und evtl noch Multimeter) verbinde und bediene. Danke Clemens P.S. habe die Studie die so ähnlich ablief in den Anhang
Clemens schrieb: > ich mache meine Masterarbeit in Verhaltensbiologie und kenn mich deshalb > sehr schlecht in Physik aus. Dann ist es vielleicht das einfachste, wenn du dich an die Zeit deines Grundstudiums erinnerst und mal guckst, ob nicht irgendein Betreuer aus dem Nebenfachpraktikum "Physik für Biologen" o.ä bereit wäre, sich das Problem anzusehen.
Klaus R. schrieb: > Schau Dir den Link an. Es ist ein Rechteck. Sorry, hab dem Link nicht viel Beachtung geschenkt, weil er nicht vom TO war. Aber er zeigt ja genau das Gerät, dass der TO nutzen möchte. Dann spricht natürlich auch nichts gegen die DC Messung.
Ich muss AC abgeben, Haie können keinen DC wahrnehmen im Ei
Angehängte Dateien:
-
Messschaltung.svg
19 KB
Hallo Clemens > Problem ist hier, dass > ich nicht die Ampere einstellen kann, sondern nur die Volt und dann mit > dem Widerstand (den ich schlecht messen und berechnen kann) die > Stromstärke ausrechne. Also muss ich eine Lösung finden: Es wird nicht > möglich sein alles berücksichtigen zu können, aber je genauer desto > besser. Hier hilft der bekannte Innenwiderstand des Funktionsgenerators. Einmal mit Last und einmal im Leerlauf messen. Siehe Anhang. Falls Rx nicht klein genug noch einen zusätzlichen Widerstand in Serie schalten. Mit der kleinsten Spannung beginnend herantasten. (Vorgängig den Eingangsspanngsbereich des Messsverstärkers prüfen. Empfindlichkeit und Spannungsfestigkeit) > Mein größtes Problem zur Zeit ist aber, wie ich diese Geräte > (Oszilloskop, Messverstärker, Funktionsgenerator, Elektroden und evtl > noch Multimeter) verbinde und bediene. Dem Rat von Wolfgang A. schliess ich mich an. "Ruhig die Bedienung der Geräte zeigen zu lassen." Gruss Richard
Clemens schrieb: > Ein Neurobiologe hat mir dann aber gesagt, dass durch die > Aquarienwand das elektrische Feld reflektiert wird ... Das elektrische Feld wird durch die Aquarienwand NICHT reflektiert, sondern lediglich begrenzt. Für Wellenphänomene ist die Frequenz viel zu tief. Da müsste man im MHz-Bereich arbeiten. Das Wasser würde in diesen Bereichen so und so alles dämpfen. > Problem ist hier, dass > ich nicht die Ampere einstellen kann, sondern nur die Volt und dann mit > dem Widerstand (den ich schlecht messen und berechnen kann) die > Stromstärke ausrechne. Hat das Labor nicht eine simples Multimeter? Eines von Conrad für unter 10€ würde schon genügen. > Ich werde eine Salzbrücke machen zwischen den Elektroden mit > Polyethylenröhren, damit kein Elektronenfluss zwischen den Elektroden > fließt. > Das klingt für mich etwas verwirrend. Ein Röhrchen soll zwischen den beiden Elektroden angebracht werden. Und im Röhrchen befindet sich eine Salzschicht. Das Röhrchen wird so zu einem exzellenten elektrischen Leiter. Viel besser als das restliche Wasser. Somit hast Du quasi einen Kurzschluss zwischen den Elektroden geschaffen. Die Spannung zwischen den Elektroden sinkt somit beträchtlich. Den Elektronenfluss zwischen den Elektroden wirst Du nicht verhindern können. Sobald eine Spannung an einem elektrischen Leiter anliegt fliesst einen elektrischer Strom. Bei DC fliesst er in einer Richtung. Bei AC fliesst er mal hin und dann wieder zurück. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Elektronen nicht sonderlich hoch ist könnte dies eine Lösung sein. Die Größenordnung beträgt in Drähten etwa nur 1/10 mm je Sekunde. Es gibt allerdings noch die statische Elektrizität. Hier fliesst bei DC kein Strom. Es baut sich in der Tat nur ein elektrisches Feld auf. Ein Fisch schafft dies allerdings nicht. Hier fliesst immer Strom. mfg klaus
Klaus R. schrieb: > Da es sich um Fische (kein destiliertes Wasser), sogar um > Salzwasserfische handelt, wird die Leitfähigkeit des Wassers gut sein. Haie sind keine Fische! Und was sollte bei den Hai-Embryonen stimuliert werden? Die reagieren ja von Haus aus auf geringe Spannungen von Beutetieren...
Mani W. schrieb: > Haie sind keine Fische! Ich weiß, in Masterarbeiten soll man Wikipedia nicht als Quelle heranziehen. Aber hierfür wird es reichen. https://de.wikipedia.org/wiki/Haie "Haie (Selachii) sind Fische aus der Klasse der Knorpelfische. " Es ging ja auch nur den Unterschied zum destilierten Wasser hervorzuheben. Wenn im Aquarium nämlich destilliertes Wasser wäre, dann hätten wir völlig andere Gegebenheiten. Aber dort würden sich Fische (und auch Haie) nicht besonders wohl fühlen. mfg klaus
Klaus R. schrieb: > Clemens schrieb: >> Ein Neurobiologe hat mir dann aber gesagt, dass durch die >> Aquarienwand das elektrische Feld reflektiert wird ... > > Das elektrische Feld wird durch die Aquarienwand NICHT reflektiert, Dann guck dir mal den Feldlinienverlauf an. Äquipotentiallinien werden immer schön senkrecht auf einer Aquarienwand stehen, zumindest wenn diese nicht leitet ist. Der Feldverlauf zeigt folglich eine Spiegelsymmetrie zur Wand. Anders sähe es aus, wenn die Wand des Aquariums elektrisch gut leitend wäre, was dann doch eher die Ausnahme darstellt.
Wolfgang schrieb: > Dann guck dir mal den Feldlinienverlauf an. Äquipotentiallinien werden > immer schön senkrecht auf einer Aquarienwand stehen, zumindest wenn > diese nicht leitet ist. Der Feldverlauf zeigt folglich eine > Spiegelsymmetrie zur Wand. Dann sollte man aber nicht von Reflexion sprechen. In der Elektrotechnik, Akustik, Lichttechnik bedarf es dafür immer eine Wellenausbreitung. mfg klaus
Klaus R. schrieb: > In der Elektrotechnik, Akustik, Lichttechnik bedarf es dafür immer eine > Wellenausbreitung. Ohne dass ich jetzt von Clemens irgendeine Info zu der Frequenz gelesen habe, vermute ich mal, dass die Abmessungen des Aquariums klein gegen die Wellenlänge sind und damit die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Feldes eine mindestens untergeordnete Rolle spielt. Damit kann das Feld als quasi statisch beschrieben werden.
Limi schrieb: > Spricht etwas gegen isolierte Elektroden? Auf diese Idee bin ich auch schon gekommen. Clemens hat sich bezüglich der Elektrizität nicht so präzise ausgedrückt. Aus dem Kontext schliesse ich aber darauf, dass Strom fliessen soll. Deswegen ist es auch so wichtig den elektrischen Widerstand zwischen den Elektroden zu wissen, zumindest grob. Davon hängt eigentlich der Rest ab. mfg klaus
Vielen Dank nochmals. Wenn ich mich bezüglich irgendwelcher Dinge nicht äußere, dann weil ich mich nicht auskenne. Da ich durch euch erfahren habe, dass das nicht so gut funktionieren wird wie geplant, hat mein Professor nun entschieden den Neurobiologen ins Projekt einzugliederen. Der hat sowas schon mal gemacht und kennt sich mit den Geräten aus. Das mit dem reflektieren habe ich vielleicht falsch verstanden. War mir zu viel Fachjargon Ich meld mich wieder, wenn ich mehr zu meinem Aufbau weiß LG Clemens
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.