Hallo, einen Wasserstrahl kann man ja durch elektrische Ladung verbiegen. Was (und warum) passiert bei -positiver Ladung -negativer Ladung ? Danke, Marvin
eine gelade Konduktorkugel wird an in die Nähe eines Wasserstrahls gehalten. Was passiert mit dem Wasserstahl. Ok, Wasser ist ein Dipol, aber normale Dipole richten sich nur aus. Warum kommt es überhaupt zu einer Bewegung und in welche Richtung kommt es zur Bwewegung?
Wasser hat eine andere (größere) elektrische Suszeptibilität als Luft, daraus resultiert eine Kraftwirkung beim Einbringen in ein E-Feld. Mit einem E-Feld und Wasser hab ich noch nich experimentiert, aber mit superstarken NdFeB-Magneten lässt sich ein dünner Wasserstrahl sichtlich ablenken (wird angezogen).
Ich würde mal sagen, daß auch ein Ölstrahl von einer geladenen Konduktorkugel abgelenkt wird. Die Dipol-Eigenschaft der Wassermoleküle dürfte dabei weniger eine Rolle spielen, als die Potentialdifferenz zwischen dem Strahl und der Kugel. Schließlich werden ja auch Haare 'abgelenkt', wenn sie in ein starkes elektrisches Feld kommen, obwohl die weder Dipoleigenschaften haben, noch gut leiten.
Habe das gefunden: Der Glasstab wird durch Reiben mit dem Lederlappen statisch aufgeladen. In der Umgebung des Glasstabes bildet sich ein inhomogenes, elektrisches Feld aus. Wegen des Dipolcharakters der Wassermoleküle richten diese sich im Feld aus. Da das Feld radial abnimmt, kommt es zur Anziehung zwischen Stab und Dipolen. Offenbar geht das nur mit einem inhomogenen Feld?
Ich denke eher, das liegt an der schon angesprochenen Potentialdifferenz. Ladet mal einen Luftballon elektrisch auf und geht über die Haare, gleicher Effekt. Der HV-Leitung von meinem Zeilentrafo (DC) zieht sich auch auf den Tisch runter, wenn ich die Spannung hochdrehe.
@ I_H, Den Haaren oder dem Luftballon werden Ladungen entzogen oder "gegeben", wodurch sich eine Aufladung ergibt. Das Wasser wird aber nicht elektrisch aufgeladen, sondern es werden die Dipole neu ausgerichtet. Das ist schon ein Unterschied. Oder sehe ich das falsch?
Deine Haare werden auch nicht aufgeladen. Der Luftballon ist geladen, die Haare neutral. neutral!=aufgeladen, also Ladungsdifferenz, damit Anziehung. Genauso ergeht es dem Wasserstrahl, der ist neutral, du positionierst etwas geladenes daneben.
Das Wasser ist auf Erdpotential, während die Konduktorkugel einige 100 kV darüber oder drunter liegt.
Jonny Obivan wrote: > Habe das gefunden: > > Der Glasstab wird durch Reiben mit dem Lederlappen statisch aufgeladen. > In der Umgebung des Glasstabes bildet sich ein inhomogenes, elektrisches > Feld aus. Wegen des Dipolcharakters der Wassermoleküle richten diese > sich im Feld aus. Da das Feld radial abnimmt, kommt es zur Anziehung > zwischen Stab und Dipolen. > > Offenbar geht das nur mit einem inhomogenen Feld? Korrekt Ein homogenes (elektrisches) Feld wirkt nur auf (elektrische) Monopole, auf Dipole und höhere Multipole wird keine Kraft ausgeübt.
> Ein homogenes (elektrisches) Feld wirkt nur auf (elektrische) Monopole, > auf Dipole und höhere Multipole wird keine Kraft ausgeübt. Jein: Keine Gesamtkraft. Ausrichten tun sie sich immer noch.
Morin wrote: >> Ein homogenes (elektrisches) Feld wirkt nur auf (elektrische) Monopole, >> auf Dipole und höhere Multipole wird keine Kraft ausgeübt. > > Jein: Keine Gesamtkraft. Ausrichten tun sie sich immer noch. Nennt man dann Drehmoment :-)
> von einer geladenen Konduktorkugel abgelenkt
Das haben wir als Kinder mit einem Kamm gemacht. Die Ablenkung ist
erheblich, 45 Grad Winkel sind locker machbar.
Es würde mich sehr wundern, wenn sich ein Dipol im homogenen elektrischen Feld nicht bewegen würde. Das Feld muss nur stark genug sein. Ein Magnet bewegt sich auch im homogenen Magnetfeld.
I_ H. wrote: > Es würde mich sehr wundern, wenn sich ein Dipol im homogenen > elektrischen Feld nicht bewegen würde. Das Feld muss nur stark genug > sein. > > Ein Magnet bewegt sich auch im homogenen Magnetfeld. Ach... Na dann erklär mal, wo die Kraft herkommt. Es wirken zwei gegengleiche Kräfte, die ein Drehmoment bewirken. Der Magnet wird sich also bestenfalls ausrichten (dito ein H20-Molekül im homogenen E-Feld). Eine resultierende Kraft, die den Magneten bewegen könnte, gibt's aber nicht. Das Feld eines Stabmagneten ist alles andere als homogen. Wo nimmst Du also die Behauptungen her, die du komplett unüberlegt hier postest? Die angesprochene Indukturkugel hat ebenfalls kein homogenes E-Feld, es ist radialsymmetrisch. Daher wird Wasser von ihr angezogen. Das Monopolmoment in der Multipolentwicklung definiert sich doch gerade dadrüber, dass es die Kraftwirkung auf die Gesamtladung beschreibt. Entfernt man das Monopolmoment aus der Entwicklung, bleibt demnach keine Kraft übrig. Bekanntlich enthält die Multipolentwicklung eines Magneten kein Monopolmoment. Deine Aussage ist nur dann korrekt, wenn dein Magnet eine unterschiedliche Anzahl magnetischer N- und S-Monopole enthält -- schwer Nobel-verdächtig.
Pedda wrote:
> Du bist selber so eine gegengleiche Kraft...
Sorry, ist mein Fehler wenn ich versuche, Pappnasen was zu erläutern.
Wenn man das Wasser durch eine sehr nahe positive und negative Ladung ersetzt, stimmt das. Dann wird es nicht angezogen. Aber Wasser besteht nicht einzig und allein aus einem Dipol (da sind auch noch 'n paar Atome bei). Ich schätze mal der Rest wird angezogen. Somit würden sich die Moleküle dem Feld entsprechend ausrichten, aber gleichzeitig auch angezogen werden. Vielleicht probier ich die Sache mal aus.
Wie es aussieht wenn die Haare geladen sind sieht man gerne immer wieder beim (IMHO) unvergleichlichen Urban Priol...
I_ H. wrote: > Wenn man das Wasser durch eine sehr nahe positive und negative Ladung > ersetzt, stimmt das. Dann wird es nicht angezogen. > > Aber Wasser besteht nicht einzig und allein aus einem Dipol (da sind > auch noch 'n paar Atome bei). In der physikalischen Beschreibung kommen noch höhere Momente hinzu, also Quadrupolmoment etc. > Ich schätze mal der Rest wird angezogen. Neben der Ausrichtung der Dipole gibe es noch einen anderen Effekt, nämlich Influenz. Wasser ist elektrisch leitend, d.h. es kommt zu einer Ladungsverschiebung aufgund des äusseren Feldes, so dass dadurch Bereiche des Wassers nicht mehr elektrisch neutral sind und dementsprechend eine Kraft erfahren (durch die Influenz entstehen lokal nicht-verschwindene Monopolmomente). > Somit würden sich die Moleküle dem Feld entsprechend ausrichten, aber > gleichzeitig auch angezogen werden. > > Vielleicht probier ich die Sache mal aus. Für momogene Felder wird das schwierig, d.h. es ist wird schwierig ein homogenes Feld zu erzeugen. Für nicht-homogene Felder üerlagern sich also 3 Effekte, die zur Gesamtkraft beitragen: * Dipolmoment (in inhomogenen Feldern) * Feldverdrängung/Bündelung durch unterschiedliche Suszeptipilität zur umgebenden Luft * Influenz
Na dann ist ja aber schon klar, dass es sich auch im homogenen Feld bewegen wird. Nur halt nicht durch die Ausrichtung der Moleküle. Brauchbar homogenes Feld müsste recht einfach mit Zeilentrafo an Alufolie gehen, also quasi wie'n Plattenkondensator. In der Mitte dann das Wasser durch.
I_ H. wrote: > Na dann ist ja aber schon klar, dass es sich auch im homogenen Feld > bewegen wird. Nur halt nicht durch die Ausrichtung der Moleküle. > Wenn ich's mir überlege... Influenz führt ebenfalls nur im inhomogenen Feld zu einer resultierenden Kraft. Der Effekt müsste sein, daß ein runder Wassertropfen langgezogen wird in Richtung des E-Feldes. Falls das Feld stark genug ist, so daß sich der Tropfen in der Mitte abschnürt und teilt, sollten die (geladenen) Teiltropfen zu entgegengesetzten Platten gezogen werden. In dem Falls hat man also elektrisch geladene Tropfen, bei denen klar ist, daß sie im homogenen Feld eine Kraft erfahren. Aber weil man ja was sehen will und inhomogene Felder viel einfacher realisierbar sind, sind die für Demo-Zwecke viel besser. Welcher der drei Effekte dabei überwiegt ist schwer zu sagen. Die Kraft aufgrund des Suszeptibilitätsunterschieds sollte aber die kleinste sein, die aufgrund von Influenz die größte.
Der Tropfen muss auch erstmal in das homogene Feld eintreten. Na vll mach ich mal den Versuch mit'm Zeilentrafo, aber nicht heute.
Werde auch mal meinen Senf dazugeben - Ich mache gerade Versuche mit Mikrotropfen (15µm < d < 50µm) im Kondensatorfeld (Plattenkondensator mit doch recht parallelen Platten). Die Spannung kann ich bis auf ca. 6kV hochdrehen. Z.Zt. habe ich (noch) ungeladene Wassertröpfchen (entsalzt gefiltert ...) und muss zu meinem Entsetzen feststellen, dass diese stark abgelenkt werden. Ich hab vorher schon Versuche im inhomogenen Feld mit ähnlichen Spannungen gemacht - Tropfen liessen sich wunderbar ablenken. Jetzt will ich aber meine Tropfen nach Ladung Trennen - und hier nervt die Ablenkung im homogenen Feld! Also meine Theorien: - Homogen gibts nicht ?! - Dipole im Tropfen richten sich aus --> Oberflächenspannung unsymmetrisch?? - ?? Ist auf jeden Fall interessant ... Gruß Tobi
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