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Forum: HF, Funk und Felder Homogenes elektrisches Feld mit variabler Feldstärke


Autor: Dominik S. (seele)
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Hallo Forum,

ich möchte mich kurz vorstellen.
Momentan bin ich Student im naturwissenschaftlichen Bereich.
Mit Elektrotechnik hatte ich bisher nur in der Schule und im Rahmen 
privater Projekte zu tun.
Für diese Projekte auch nur im Rahmen des notwendigen, um das gewünschte 
Ergebnis zu erzielen.

Aktuell interessiere ich mich für homogene elektrische Felder, welche 
sich durch einen Plattenkondensator erzeugen lassen sollten.

Hierfür benötige ich hohe Spannungen (U). Jedoch im Idealfall keine 
Leistung. (Über Kriechströme würde ich gerne noch spezieller fragen.)


Mein gedanklicher Aufbau sieht im Moment so aus:

Zwei Platten aus leitfähigem Material, welche einen bestimmten Abstand 
(d) haben.

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+            -

Die Feldstärke (E) ist dann: E = U / d


Der minimale Versuchsaufbau soll folgendermaßen aussehen:
E = 700 V/cm
d = 10 cm
U = 7 kV

Der maximale Versuchsaufbau so:
E = 20.000 V/cm
d = 60 cm
U = 1.2 MV

(Wobei d nur die Werte 10 cm, 30 cm und 60 cm annehmen soll.)
(Die Spannung sollte deshalb möglichst fein abgestuft geändert werden 
können, um beliebige Feldstärken (zwischen 700 v/cm und 20.000 V/cm) bei 
gegebenem d zu erzeugen.)

------------------------------------------------------------------

Soweit zu dem was ich machen möchte.
Ist die grundsätzlich möglich?
Was ist zu beachten, um maximale Sicherheit beim Umgang zu 
gewährleisten?
Als Spannungsquelle sollen Batterien dienen.

Wie ich an die notwendige Spannung komme ist mir aber noch nicht so 
wirklich klar.

Interessant finde ich solche Produkte im Internet: 
Ebay-Artikel Nr. 152150698766

Bei diesem speziell eine Ausgangsspannung von 7 kV.
Könnte ich diese 7 kV beliebig multiplizieren und verwenden, wäre das 
schon eine brauchbare Lösung.

Noch bessere wäre es natürlich, ich könnte mir selbst ein Gerät 
zusammenbauen, welches es mir erlaubt verschiedene Spannungen zu 
erzeugen.


Auch frage ich mich, wie ich die Spannung (oder die Feldstärke) prüfen 
soll. Messgeräte, welche einige kV messen können sind ja nicht gerade 
günstig. Aber hier gibt es sicher einen Trick?


Ich hoffe das passt hier ins Forum.
Würde mich sehr über Antworten freuen.


Viele Grüße,
Dominik

: Bearbeitet durch User
Autor: Jochen F. (jamesy)
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Man betrachtet in Luft (trocken) 10 KV/cm als Grenze der 
Durchschlagsfestigkeit. Ist die Luft feucht, ist es nur noch ein Drittel 
davon.
Und dann 1.2 MV aus Batterien - netter Container voll ;-)

Autor: GuteNacht (Gast)
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> 10kV Spannung erzeugen mit einer Batterie: Bandgenerator

Messen mit Feldmühle

Autor: Realist (Gast)
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Dominik S. schrieb:
> ...
> Aktuell interessiere ich mich für homogene elektrische Felder, welche
> sich durch einen Plattenkondensator erzeugen lassen sollten.
>
> Hierfür benötige ich hohe Spannungen (U). ...

Nein, das ist Nonsens. Felder kannst du auch mit 9V aus einer Batterie 
erzeugen. Der Umgang mit solch hohen Spannungen/Ladungen ist für 
Laienhände lebensgefährlich.

Erkläre erstmal genauer, was du machen genau willst, also auch zu 
welchem Zweck.

Autor: Dominik S. (seele)
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Auf Wunsch hier eine etwas detailliertere Erklärung, was ich vor habe.

Zwischen zwei Platten mit den Maßen 300 mm x 300 mm x 5 mm soll ein 
statisches Feld entstehen.

Der Plattenabstand muss mindesten 300 mm betragen.

Die oben beschriebenen Feldstärken müssen so sehr exakt erzeugbar sein.
Wobei ich die Interessanteren bei < 10.000 V/cm vermute.
Wäre also nicht schlimm, wenn es nicht möglich ist bis auf 20.000 V/cm 
hoch zugehen.



Damit hätte ich dann sozusagen einen quadratischen Kasten mit 
Seitenlänge 30 cm, in welchem sich das gewünschte Feld in der 
gewünschten Feldstärke befindet.

Nun möchte ich beobachten, wie sich Organismen verhalten, wenn diese 
verschiedenen Feldstärken ausgesetzt sind.
Eben hierfür auch der relativ große Bereich.

Natürlich kann ich mit einer 9 V Batterie, ohne die Spannung zu erhöhen, 
auch ein starkes Feld erzeugen. Jedoch muss ich den Plattenabstand dann 
sehr gering wählen, was ich nicht kann.


Ich hoffe ich konnte mein Anliegen verständlich machen.
Für weitere Fragen bin ich gerne offen.


Natürlich werde ich nicht leichtfertig mit derart hohen Spannungen 
umgehen.
Die Gefährlichkeit sollte ähnlich der eines Elektroschockers sein, 
welcher wohl auch nichts anderes macht, als die Spannung einer Batterie 
auf mehrere 100 kV hoch zu transformieren.

Autor: Max M. (jens2001)
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Dominik S. schrieb:
> Zwischen zwei Platten mit den Maßen 300 mm x 300 mm x 5 mm soll ein
> statisches Feld entstehen.
>
> Der Plattenabstand muss mindesten 300 mm betragen.

Und du erwartest dass das Feld "homogen" ist?

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Dominik S. schrieb:
> Die Gefährlichkeit sollte ähnlich der eines Elektroschockers sein,
> welcher wohl auch nichts anderes macht, als die Spannung einer Batterie
> auf mehrere 100 kV hoch zu transformieren.

Nö. Da sind 5kV schon eine Menge. hunderte kV bis einige MV kannst du so 
nicht erzeugen, weil du schnell an Isolationsproblemen und z.B. auch 
Luftfeuchte scheiterst.

Dominik S. schrieb:
> Aktuell interessiere ich mich für homogene elektrische Felder, welche
> sich durch einen Plattenkondensator erzeugen lassen sollten.

Sowas geht nur theoretisch. Richtig homogene Felder sind nur durch 
unendlich grosse Kondensatorplatten zu erzeugen, die es in der Praxis 
nicht geben kann.

Autor: Der Andere (Gast)
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45 min zu früh für den Freitagsthread.
Er wollte der erste sein :-)

Autor: M.A. S. (mse2)
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Der Andere schrieb:
> 45 min zu früh für den Freitagsthread.
> Er wollte der erste sein :-)
Eben sehe ich, Linear Technology bringt einen integrierten Van-de-Graaff 
Generator im QFN-Gehäuse raus. Bringt bis zu 20MV!

Muss man nur extern mit einem Kerko beschalten. In der App-Note 
empfohlener Typ:
Murata 1µF/X7R/50MV/0603. Aber Vorsicht: Leichtes Voltage-Derating 
möglich bei 20MV...

: Bearbeitet durch User
Autor: Spannungsteiler (Gast)
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Hier ist eine andere Annäherungsweise an das Thema ;

http://www.borderlands.de/Links/Frankfurt081011/Sc...

...theoretisch sicherlich sehr interessant!

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