Elektroskop

Ein Elektroskop oder auch Elektrometer genannt, ist ein einfaches Messgerät für elektrostatische Spannungen. Für diverse Versuche in der Elektrostatik ist es ein sehr wertvolles Hilfsmittel. Es ist auch eine einfach aufzubauende Alternative zu einer Feldmühle, hat aber den Nachteil, die Polarität nicht feststellen zu können.
 

In seiner einfachsten Form besteht es aus zwei dünnen Metallblättchen, die an einer Elektrode befestigt sind. Wird diese unter Spannung gesetzt, so tritt zwischen den Blättchen eine elektrostatische Spannung mit gleicher Polarität auf. Dadurch kommt es zu einer Abstoßung und die Blättchen biegen sich auseinander.
 

Aufbau:
Dieses einfache Modell besteht aus zwei Streifen Al-Folie, die an einem Kupferblechstreifen befestigt sind. Der Kupferstreifen ist dann an eine Messingschraube gelötet, die zur Elektrode führt. Die Elektrode wird im Deckel eines kleinen Glases befestigt. Das Glas ist notwendig, damit die Blättchen nicht durch Luftbewegungen Fehlausschläge bringen. Trotz des einfachen Aufbaus ist es sehr empfindlich und liefert einen sichtbaren Ausschlag schon ab ca. 500V.
 
Abmessungen des Elektroskops
Bewegliche Blättchen: Breite: 5mm, Länge: 40mm
Aus Standard-Alufolie, 1/100mm dick
Starres Blättchen: Breite: 5mm, Länge: 45mm
Aus 0,5mm dickem Kupferblech
Glasgefäß: Durchmesser: 70mm, Höhe: 70mm
Messelektrode: Durchmesser 25mm, Höhe 10mm 
Aus Messing, Kanten abgerundet

Versuche:

Mit diesem Elektroskop kann ein Großteil der bekannten elektrostatischen Versuche durchgeführt werden. Man braucht dazu gar keine weiteren Geräte wie etwa Hochspannungsquellen. Die Zeiten des guten alten Bernsteinstabes sind zwar vorbei, aber jedes normale Kunststofflineal tut es auch.

MPEG-Video 425kBWird ein Isolator, wie z.B. ein Lineal oder ein anderes Stück PVC mit einem Tuch gerieben, so ist es elektrisch aufgeladen. Bei Annäherung an die Messelektrode kommt es zu einem Ausschlag am Elektroskop. Wird das Lineal wieder zurückgezogen, so verschwindet der Ausschlag wieder und das Elektroskop ist nachher wieder völlig ungeladen, wie zu Beginn des Versuches. Der Ausschlag entsteht durch elektrostatische Influenz. Der geladene Körper influenziert in der Elektrode Ladungen mit der umgekehrten Polarität. Hält man eine geerdete Metallplatte zwischen Elektroskop und dem Lineal, so tritt der Effekt nicht auf. Die Feldlinien enden auf der geerdeten Fläche.

MPEG-Video 529kBUm die Influenz zur Spannungserzeugung ausnutzen zu können, ist es wichtig, dass auch nach dem Entfernen des Erregers Ladung zur Verfügung steht, um dann immer wieder mit dem gleichen Erreger Spannung erzeugen zu können. Wie der vorige Versuch gezeigt hat, ist das nicht ohne weitere Maßnahmen möglich.
Der Trick der angewendet wird, ist denkbar einfach, wie auch genial. Das Elektroskop wird nach Annäherung des Erregers z.B. mit dem Finger berührt und so die entstandenen Ladungen gegen Erde abgeleitet. Das Nullpotential ist so neu definiert worden. Danach ist es zwar ungeladen, entfernt man jetzt aber den Erreger, so tritt wieder ein Ausschlag auf, der genau so groß ist wie zu Beginn, nur das jetzt der Erreger nicht mehr benötigt wird um die Spannung aufrecht zu halten. Es bleibt eine Ladung im Elektroskop zurück, die genutzt werden kann, wie ein abschließendes Berühren zeigt, das einen kleinen, hörbaren Funken erzeugt.
Das gleiche Prinzip nutzt die Influenzmaschine aus, wobei die Neutralisatoren dann die Ableitung der Ladung übernehmen.
Es zeigt sich, dass immer die Hälfte der Energie ungenutzt abgeleitet werden muss, nur damit dann die Ladung dauerhaft bestehen bleibt. Das ist ein ähnlicher Fall wie beim Kondensatorproblem. Könnte man auch die andere Hälfte nutzen, wäre das vielleicht ein Schritt in Richtung Freie Energie und eine mögliche Erklärung für die Funktion der Testatika.

Polaritätsänderung:

MPEG-Video 489kBWird das Elektroskop wie oben beschrieben aufgeladen, so zeigt sich, dass bei einer neuerlichen Annäherung des Erregers die Blättchen wieder zusammenfallen und dann auch wieder ausschlagen, wenn der Erreger entfernt wird. Daraus können wir erkennen, dass die influenzierten Ladungen die umgekehrte Polarität des Erregers haben.

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Mit Hilfe der Feldmühle, lässt sich die Polaritätsänderung bei der Influenz zeigen. Über der Feldmühle ist eine isolierte Metallplatte aufgestellt und gleichzeitig mit dem Elektroskop verbunden. Ein negativ geladenes Kunststofflineal wird der Platte genähert, wodurch sie sich ebenfalls negativ auflädt. Anschließend wird die Platte berührt und dadurch entladen. Beim Zurückziehen des Lineals lädt sich die Platte positiv auf. Diese Umpolung kann nur die Feldmühle sichtbar machen. Das Elektroskop macht da keinen Unterschied, was ihm wiederum die Möglichkeit zur Anzeige hochfrequenter Spannungen gibt.


GlimmlämpchenEs gibt übrigens neben den komplizierten Polaritätsversuchen bei der Influenzmaschine und dem aufwendigen Aufbau einer Feldmühle eine sehr einfache Methode, die Polarität von elektrostatischen Ladungen festzustellen. Dazu nimmt man ein Glimmlämpchen und entlädt damit die Ladung. Es entsteht ein kurzer Lichtblitz und dabei muss man genau schauen, von welcher Elektrode er kam. Denn gemäß den Erkenntnissen aus der Geißlerröhre entsteht das Glimmlicht immer an der negativen Elektrode. Die Seite die aufleuchtet, ist negativ die andere positiv. Wenn man also das Lämpchen an jenen Ende hält, das aufgeleuchtet hat, dann war die Ladung positiv, ansonsten negativ. Wichtig bei der Wahl des Glimmlämpchens ist, dass es zwei gleiche Elektroden hat. Denn es gibt auch Typen mit unterschiedlich großen Elektroden, bei denen es dann schwer ist, das kurze Aufleuchten richtig zu erkennen.
 

MPEG-Video 230kB Mit einem geladenen Elektroskop kann man auch gut das Absinken der Spannung bei Erhöhen der Kapazität zeigen. Nähert man eine leitende geerdete Fläche, wie z.B. die Hände, an ein Objekt großer Oberfläche, so fallen die Blättchen zusammen und schlagen erst wieder aus, wenn man die Hände zurückzieht. Nachher ist die Ladung des Elektroskops unvermindert hoch. Die Ladung war nur in der erhöhten Kapazität zwischengespeichert. Man könnte auch sagen, die Ladungen sind aus dem Elektroskop in die Kondensatorflächen gezogen worden. Dem liegt die bekannte Formel Spannung=Ladung/Kapazität zugrunde.
Mit einem so geladenen Elektroskop kann nun auch die Polarität der Ladungen unterschieden werden. Nähert man es dem entgegengesetzten Pol, so fallen die Blättchen zusammen und schlagen erst wieder aus, wenn man es vom Pol entfernt. Bei einem gleichnamigen Pol wird ist der Ausschlag nur stärker.

Versuch zum Faradaybecher
Der Versuch zum Faradaybecher lässt sich mit dem Elektroskop viel leichter und schöner auch ohne Hochspannungsquelle demonstrieren, als es beim Zeilentrafo der Fall war. Eine auf einem Kunststofffaden isoliert aufgehängte Styroporkugel mit Graphitüberzug wird geladen. Das geht genau so wie im 2. Versuch gezeigt. Einfach das durch Reibung geladene Lineal an die Kugel anhalten, die Kugel kurz ableitend berühren und dann das Lineal entfernen. Schon ist die Kugel mit einigen kV aufgeladen.
Berührt man mit dieser Kugel nun das Innere des Bechers, so ist sie nach dem Herausziehen völlig ungeladen, wie man mit einem zweiten Elektroskop zeigen kann. Führt man das Berühren im Inneren mehrere Male durch, so kann man den Becher rasch auf eine höhere Ladung bringen, wie sie in der Kugel zur Verfügung steht.
Diesen Fall kann man hingegen nicht erreichen, wenn man den Becher außen berührt. Denn beim Kontakt zweier leitender Körper teilt sich die Ladung normalerweise immer gleichmäßig auf beide Körper auf und die Kugel behält nachher eine Restladung. Man erreicht die max. Ladung des Bechers nur nach sehr vielen Durchgängen, wobei mit steigender Ladung immer weniger übertragen werden kann.

MPEG-Video 643kBDer Effekt zeigt sich auch schön, wenn der bereits geladene Becher mit der Kugel außen berührt wird. Dann fallen die Blättchen ein wenig zusammen, weil Ladung auf die Kugel übergeht. Führt man die so geladene Kugel jetzt von oben in den Becher ein und berührt damit den Boden, so steigt der Ausschlag wieder auf den ursprünglichen Wert an. Selbst wenn man die Kugel anschließend aus dem Becher hebt ändert sich nichts mehr am Ausschlag.

Theoretischer Hintergrund
SchaltungDer Grund für dieses merkwürdige Verhalten liegt darin, dass das Innere eines leitenden Körpers immer frei von elektrischen Feldern und somit auch frei von Ladungen ist. Die gesamte Ladung eines Körpers sitzt demnach nur an seiner Oberfläche ! Das soll nicht heißen, dass man den Becher innen mit der Erde kurzschließen kann, ohne dass er sich entlädt. Metalle sind immer noch leitend ! Er kann innen nur keine Ladungen abgeben, da sich eben alle Ladungen an seiner Außenfläche befinden. Das soll heißen, mit einer Kugel auf einem isolierten Stab kann man aus dem Inneren  keine Ladungen abziehen. Die Kugel ist ungeladen, sobald man sie aus dem Becher zieht ! Nur durch eine Berührung an der Außenfläche kann die Kugel geladen werden.

Anzeige der Spannung auch bei HF
Das Elektroskop schlägt sowohl bei einer positiven, als auch negativen Ladung aus. Aus diesem Grund ist es auch für Wechselspannung zu verwenden. Das kann man mit einem Hochspannungstrafo wie z.B. einem Zündtrafo aus Öl- oder Gasöfen beweisen. Viel eindrucksvoller jedoch ist es, das Elektroskop an den CW-Teslatrafo anzuschließen, der vom 40W MW-Sender gespeist wird, und es in Resonanz mit der Sekundärspule zu bringen. Im Resonanzpunkt zeigt sich ein starker Ausschlag der Blättchen und demonstriert somit, dass auch ein CW-Teslatrafo sehr hohe Spannungen erzeugt. Von den unteren Enden der Blättchen springen Funken auf das Glas über. Man sollte diesen Versuch daher nur kurz ausführen, damit das Glas nicht zerspringt.

Das Elektroskop macht die eigentlich immer vorhanden, aber unsichtbaren elektrostatischen Ladungen sichtbar. Es zeigt uns die Grundprinzipien, die hinter den elektrostatischen Maschinen stehen und wie diese Naturkräfte zu nutzen sind. 

Info zum Buch
Das Elektroskop findet sich auch in diesem Buch, wo versucht wird, durch Grundlagenexperimente und neue theoretische Ansätze mehr Licht in das Thema der Freien Energie zu bringen. Nähere Informationen zum Buch.
Titel:  Grundlagen und Praxis der Freien Energie
Alternative Theorien und interessante Experimente
Autoren: Harald Chmela und Wolfgang Wiedergut
Verlag: Erschienen im August 2004 im Franzis Verlag
ISBN Nr.: 3-7723-4400-3

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