Hallo :) weil ich selber keine Hochspannung zur Verfügung habe, um zu testen, ob bspw. in Öl schwimmende Silizium Gleichrichterdioden im elektrostatischen Feld immer die gleiche Ausrichtung einnehmen, frage ich ich hier im Forum. Vielleicht kann da jemand eine Antwort geben ... am besten aus einem Experiment. Von der Überlegung her sollte sich stets die Anode zum Pluspol ausrichten und die Kathode zum Minuspol. ( Kathode ist doch die Seite mit der Kennzeichnung? )
ich wette daß die Dioden sich alle längs paralell zu den Feldlinien anordnen werden, aber mit 50:50 in beide Richtungen verteilt Ohne daß du einen Strom von außen durch die Diode schickst sind "Anode" und "Kathode" elektrisch neutral
Ganz ehrlich, hast du auf einen Samstagabend keine anderen Sorgen? Geh ein Bier trinken und lern jemand kennen...
jemand anderes schrieb: > alle längs paralell zu den Feldlinien anordnen werden das denke ich Grundsätzlich auch. Aber auch im Medium "Öl" fließen geringste Ströme, so, daß eine elektrostatische Aufladung des Objektes im elektrostatischen Feld erfolgt. Zumindest entsteht bei anlegen einer Spannung im Objekt ( hier die Diode ) , ein Verschiebungsstrom. Dieser kann theoretisch nur in eine Richtung fließen, wenn die Anschlüsse der Diode kapazitiv wirken. Damit sollte also die Anode stets negativ geladen sein und daher eine Ausrichtung zum positiven Pol des Feldes einnehmen. Ein Experiment dazu wäre echt von Vorteil.
Hallo, Ein interessantes Problem! Habe eine ganze Weile darüber nachgedacht. Meine Meinung: die Dioden orientieren sich im Feld zu gleichen Teilen in Leit- und in Sperr-Richtung. Warum ? Es ist einerseits sicher wahr, dass der Verschiebungsstrom zwischen den Enden der Diode (oder den daran anschließenden Drähten) die Diode in Leitrichtung passieren kann und in Sperrrichtung nicht. Es entsteht dann ein Dipol, und ein Drehmoment, dass die schwimmende Diode im Feld ausrichtet. Andererseits, wenn die Diode zum Feld in Sperrichtung orientiert ist, dann entsteht auch hier trotzdem ein Dipolmoment. Man kann die sperrende Diode wie zwei halb so lange Dipole betrachten, nämlich die beiden Anschlußdrähte zu beiden Seiten des Halbleiters. Diese berühren sich in der nicht leitenden Sperrschicht. Zu beiden Seiten des gesperrten pn-Übergangs werden in der Diode aber positive und negative Raumladungen erzeugt. Sperrschichtkapazität. Also auch hier gibt es Polarisationsladung, und ein Drehmoment im äußeren Feld. Einziger Unterschied zwischen den leitenden und sperrenden Dioden ist, dass bei den sperrenden eine Spannung zwischen den Polen liegt. Bei den leitenden ist das nicht so. Aber in Bezug auf die Ladungen an den Enden ist kein Unterschied. Was meint Ihr dazu ? Ein Experiment wäre sicher nicht schlecht. Hans Martin
Falls es einen Effekt geben sollte wird dieser gering sein sodass 49% der Dioden so rum und 51% anders herum liegen werden. Statistisch macht es (vielleicht) dann was aus;)
mehr als 650 Volt dc bekomme ich nicht erzeugt. Genügt das schon für diesen Feldversuch ?
Hans Martin schrieb: > Einziger Unterschied zwischen den leitenden und sperrenden Dioden ist, > dass bei den sperrenden eine Spannung zwischen den Polen liegt. Bei den > leitenden ist das nicht so. Aber in Bezug auf die Ladungen an den Enden > ist kein Unterschied. Der Unterschied ist aber, dass bei den sperrenden Dioden eine Spannung zwischen den Enden liegt und bei den leitenden nicht. Dadurch steigt bei den leitenden Dioden die Feldstärke, weil sich die "Ölstrecke", über der die äußere Spannung anliegt, verkürzert. Sperrende Dioden sind neutral. Damit entsteht bei den leitenden Dioden ein Drehmoment. Je länger der Diodenkörper (einschließlich isolierten Anschlussdrähten) und um so kürzer das Gefäß, um so größer werden Feldstärkeänderung und damit die elektrostatische Kraft. Lange, unisolierte Anschlussdrähte stellen einen Kurzschluss dar, der den Unterschied zwischen leitenden und sperrenden Dioden verwischt, weil alleine schon der Kurzschluss der beiden Anschlussdrähte jeweils für sich bei Längsausrichtung einen Feldstärkeanstieg erzeugt. Zu Anfang quer zum Feld liegende Dioden werden kaum eine Chance haben, ein ausrichtendes Moment aufzubauen, dass gegen Oberflächenspannungseffekte an kommt. Einfache Drahtstücke werden sich auch ausrichten.
> bei den sperrenden Dioden eine Spannung > zwischen den Enden liegt und bei den leitenden nicht In einem elektrostatischem Feld macht es keinen Unterschied ob die Diode leitet oder sperrt. Selbst eine "sperrende" Diode leitet da noch genug...
Wolfgang schrieb: > Je länger der Diodenkörper (einschließlich isolierten Anschlussdrähten) > und um so kürzer das Gefäß, um so größer werden Feldstärkeänderung und > damit die elektrostatische Kraft. Lange, unisolierte Anschlussdrähte > stellen einen Kurzschluss dar, der den Unterschied zwischen leitenden > und sperrenden Dioden verwischt Der Ansatz gefällt mir. Also wäre es günstiger, um einen eventuellen Effekt zu erkennen, wenn die Dioden"beinchen" kurz sind im Verhältnis zur gesamten Ölstrecke.
Wolfgang schrieb: > Der Unterschied ist aber, dass bei den sperrenden Dioden eine Spannung > zwischen den Enden liegt und bei den leitenden nicht. Dadurch steigt bei > den leitenden Dioden die Feldstärke, weil sich die "Ölstrecke", über der > die äußere Spannung anliegt, verkürzert. Sperrende Dioden sind neutral. > Damit entsteht bei den leitenden Dioden ein Drehmoment. Je länger der > Diodenkörper (einschließlich isolierten Anschlussdrähten) und um so > kürzer das Gefäß, um so größer werden Feldstärkeänderung und damit die > elektrostatische Kraft. Hallo Wolfgang, Sehr guter Punkt. Die Spannung zwischen den beiden Drähten einer sperrenden Diode ist ein wichtiger Aspekt. Doch wie hoch ist sie ? Nehmen wir einmal an, dass die Spannung allein durch Influenz im elektrischen Feld entsteht. Also dadurch, dass entlang der Diode positive und negative Ladungen an die Enden der beiden gegenüber liegenden Enden der Kontaktbeinchen verschoben werden (Wir schließen erst man denh direkten elektrischen Kontakt mit den Elektroden des Ölbades aus, der ja extra Ladung auf die Diode bringen könnte) Die Spannung, die bei sperrender Diode und gegebener Influenzladung zwischen den Anschlußbeinchen entsteht, hängt von der inneren Kapazität der Diode ab. Diese Spannung ist gleich Influenzladung geteilt durch die Sperrschichtkapazität. Wenn die Sperrschichtkapazität klein ist gegen die Kapazität zuwischen den Anschlußbeinchen der Diode und den Elektroden des Ölbades, dann hast Du recht, denn die Spannung wird wohl recht groß. Wenn diese Kapazität aber groß ist, dann bleibt auch die Spannung an der Diode klein, und die Sache ähnelt dann mehr oder weniger der Situation bei leitender Diode. Wenn man elektischen Kontakt der Diode mit den Elektroden dagegen zuläßt, dann dnke ich auch, dass sperrende und leitende Dioden sich unterschiedlich verhalten. Grüße Hans Martin
Wolfgang (Gast) schrieb: >Der Unterschied ist aber, dass bei den sperrenden Dioden eine Spannung >zwischen den Enden liegt und bei den leitenden nicht. Dadurch steigt bei Der Reststrom der Dioden wird Dir aber in der Praxis einen Strich durch die Rechnung machen.
Hans Martin schrieb: > Die Spannung, die bei sperrender Diode und gegebener Influenzladung > zwischen den Anschlußbeinchen entsteht, hängt von der inneren Kapazität > der Diode ab. Diese Spannung ist gleich Influenzladung geteilt durch die > Sperrschichtkapazität. Wenn die Sperrschichtkapazität klein ist gegen > die Kapazität zuwischen den Anschlußbeinchen der Diode und den > Elektroden des Ölbades, dann hast Du recht, denn die Spannung wird wohl > recht groß. Was soll denn dieser esotherische Humbug? Sicher hast du noch nie was vom Bändermodell und PN-Übergang gehört. Ach so: Ingo S. schrieb: > weil ich selber keine Hochspannung zur Verfügung habe, > um zu testen, ob bspw. in Öl schwimmende Silizium > Gleichrichterdioden im elektrostatischen Feld immer > die gleiche Ausrichtung einnehmen, frage ich ich hier im > Forum. Warum gerade Si-Dioden? Welche Bauform? SMD oder 10A Leistung? Warum sollen die gerade im Öl schwimmen? Warum sollten die nicht oben schwimmen oder auf den Grund absacken? Im Öl ist wohl die unwahrscheinlichste Annahme. Hoffentlich sind die Ferien bald vorbei.
michael_ schrieb: > Warum gerade Si-Dioden? Weil sie in der modernen Zeit neben Schottkydioden mit am häufigsten vertreten sind und diesen gegenüber bieten Siliziumdioden einen geringeren Leckstrom. michael_ schrieb: > Welche Bauform? SMD oder 10A Leistung? SMD erscheint unpraktikabel. In dem Moment könnte evtl. MELF eine Option sein. Ansonsten denke ich eher an THT Dioden, weil da auf die herausgeführten Anschlußdrähte Styroporkügelchen aufgesteckt werden können, eben, damit sie in bspw. Öl schwimmen können. 10 Ampere Leistung erscheint mir absolut unlogisch. Entweder 10 Ampere elektrischer Strom, oder 10 W elektrische Leistung... Aber wie auch immer, sind diese Werte fiktiv. Sinnvoll wäre, eine möglichst hohe Durchbruchspannung zu wählen und auf geringe Leckströme zu schauen. Was da dann für Typ zur Auswahl steht, weiß ich nicht. Jedoch sicherlich keine Hochstromdioden, da diese schon Bauart bedingt einen größeren Leckstrom erwarten lassen. michael_ schrieb: > Warum sollen die gerade im Öl schwimmen? Das ist in Anlehnung an das Modell einer Kompassnadel.. eben schwimmende Lagerung, um geringste Reibungsverluste zu ermöglichen. Öl bietet dazu noch die gute Vorraussetzung der elektrischen Isolation, weshalb eine gleichmäßige Feldstärkeverteilung zu erwarten ist und wenig Strom im Medium...Wasser wäre doch unlogisch - oder nicht ? Wenn die Frage auf "im Öl" reitet, ja - nagut... dann "auf dem Öl" . Es wäre noch denkbar, die Art des Öls zu erfragen... oder dessen Temperatur...die Abmessungen des Behältnisses für das Öl und wiederum dessen Material... Nur denke ich, unmittelbar sind das Merkmale des Versuches, die den angesprochenen Kern der Überlegung unberührt lassen.
michael_ schrieb: >>Hans Martin schrieb: >> Diese Spannung ist gleich Influenzladung geteilt durch die >>Sperrschichtkapazität. michael_ schrieb: > Was soll denn dieser esotherische Humbug? C = Q/U --> U = Q/C Ist doch richtig.
Praktisch vermute ich: Jeden Effekt den die Sperrschicht haben könnte, kann man vergessen. Grund ist der Leckstrom, den jede Diode hat. Die Ladung, die durch das externe Feld verschoben wird, ist so winzig, dass die auch problemlos in Sperrichtung durch die Diode gehen wird. Es wird also keinen Unterschied machen, ob man eine Diode, einen Draht oder einen Widerstan da reinlegt. Haben die Anschlussbeinchen 10pF, die Spannung würde 10V betragen wäre die Ladung 100pC. Der Leckstrom von Dioden liegt im Bereich von 100nA. Lass es 10nA sein, das ändert wenig. Da liegt die Zeikonstante im Bereich 1ms-10ms und das ist so kurz, dass die Diode mechanisch nicht reagieren kann. Wenn man einen Effekt sehen will, müsste man eine spezielle Ultra-Low-Leakage-Diode und riesige Anschlussbeinchen nehmen. Wie gesagt, das ist eine Vermutung für ein DC-Feld.
Wenn der Kriechstrom im verwendeten Öl den Leckstrom kompensiert, gelten diese Annahmen jedoch wieder.
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Hallo zusammen, Wenn man einen Effekt sehen wollte, zumal an einzelnen Dioden, die im Öl schwimmen, dann wäre die Decke vermutlich ziemlich dünn, wie man so sagt. Wegen Kriech- und Leckstrom. Vielleicht ein alternatives Experiment: warum nicht LEDs als Dioden, und zum Zählen ab und zu die Polung des Feldes kurz umdrehen. Dann würden die Dioden bei jedem Schaltvorgang kurz aufblitzen, wenn sie in Feldrichtung orientiert sind. Und man könnte dann die Lichtblitze statistisch auswerten. Ich meine, so 100 LEDs kosten ja auch nicht allzu viel. Grüße Hans Martin
also ... Mit einem statisch aufgeladenem Luftbalon und einer auf Wasser schwimmenden 1N4007 läßt sich diese Diode in beliebiger Ausrichtung ( also auch seitlich ) hin und her ziehen. Erstmal denke ich, daß es wesentlich besser ist, diesen Versuch zwischen zwei dc-Polen durchzuführen. Dazu denke ich noch, schwimmend ist vielleicht wirklich Mist, weil die Styroporkügelchen eventuell stärker von dem elektrischen Feld beinflußt werden. An einem Faden hängend ist da wahrscheinlich besser. Kann den Versuch jemand durchführen ?
@ Ingo Mich würde interessieren: Warum ist das Experiment für Dich wichtig? Magst Du das erklären?
Theor schrieb: > Warum ist das Experiment für Dich wichtig? in erster Linie ist es Neugier. Mich interessiert, wie ein ausreichend starkes, elektrostatisches Feld experimentell in dessen Polarität angezeigt werden kann. Praktisch das Äquvalent einer Magnetnadel im Magnetfeld. Sicherlich ist eine Diode nach außen hin elektrisch neutral, jedoch bietet die Raumladungszone der Sperrschicht sehr große Feldstärken. Die beteiligten Dotierungselemente Phosphor und Bor würden sich, als freie Atome, zu den jeweiligen Platten bewegen...wie in einem Staubabscheider. Warum also, sollte diese Eigenschaft verloren gehen, wenn diese Elemente als Dotierungsatome in Silizium eingebracht sind ? Gerade weil diese Elemente keine chemische Bindung mit Silizium eingehen, entsteht erst die Eigenschaft der Diode ( so wie ich das verstanden habe ). Praktisch möchte ich einen E-Feld-Kompass.
Ingo S. schrieb: > Theor schrieb: >> Warum ist das Experiment für Dich wichtig? > > in erster Linie ist es Neugier. > [...] Ah. Ist mir erstmal sympathisch :-) Danke für die Antwort.
Samdeluxe schrieb: > Ganz ehrlich, hast du auf einen Samstagabend keine anderen Sorgen? > Geh > ein Bier trinken und lern jemand kennen... Ah ja, Du kennst das Problem?
Wahrs Samdeluxe schrieb: > Geh ein Bier trinken Macht er doch; https://de.wiktionary.org/wiki/%C3%B6l#%C3%B6l_%28Schwedisch%29 Ett gott öl. Ein gutes Bier. Damit die Dioden schwimmen brauchts aber Auftrieb. Nicht jeder Stein (SiO2) schwimmt, also Schwimmwesten anlegen!
Mausklicker schrieb: > brauchts aber Auftrieb > [...] > also Schwimmwesten Deswegen hatte ich Anfangs den Gedanken, den Dioden Styroporkügelchen auf die Anschlußdrähte zu stecken. Da aber die Styroporkügelchen selbst auch Kräfte im elektrostatischen Feld erfahren und so das Ergebnis, bezogen auf die Ausrichtung der Diode, verfälscht würde, denke ich, es ist günstiger, die Diode an einem dünnen Faden oder an sehr feiner Sehne aufzuhängen.
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Ingo S. schrieb: > die Diode an einem dünnen Faden Jain, die Spinne ist nicht immer Dein Freund°, denn um Torsionen zu verhindern brauchts einen sehr sehr dünnen Faden unter der Nachweisgrenze für Gravitation. vlt. kennste den Schulversuch zum Gravitationsnachweis https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationswaage Kontrabarische Gravitationsabschirmung ist noch im Versuchsstadium.
Irgendwie riecht das hier nach einer Hausaufgabe. Mausklicker schrieb: > vlt. kennste den Schulversuch zum Gravitationsnachweis Ähnlich: Für die Note 1 brauchst Du ein Thermometer.
Wenn schwimmend ungünstig ist und bei einer Aufhängung die Torsionskräfte zu stark wirken, bleibt nur noch Spitzenlagerung.
Die Anschlußdrähte vieler Dioden sind magnetisch. Je nachdem wie und wie lange sie gelagert werden, ist das dann eine Kompassnadel :) Der Effekt ist schön zu sehen, wenn man mit einem Kompass mal seinen Heizkörper oder Stahltührrahmen von oben nach unten abfährt. Etwa bei der Hälfte orientiert sich die Kompassnadel um. Spitzenlagerung ... Mit (Zahnarzt) Diamantkopf eine kleine Delle in den Glaskörper, Beine etwas V-förmig biegen ... klingt machbar.
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