Kelvindruppelaar



  • Hallo,

    Wij hebben een Kelvindruppelaar gebouwd. We hebben een plastic vat als waterreservoir gebruikt, dat we op twee statieven hebben gezet. De statieven staan op hun beurt weer op piepschuim, en het piepschuim staat op een plaat die ik van mijn oom heb geleend, hij is namelijk elektricien en bij zijn werk gebruiken ze die platen om zich te beschermen tegen spanningen van 10000 volt. Vervolgens hebben we twee gaten in het waterreservoir gemaakt en met speciale kit hebben we twee tubetjes er waterdicht aan vastgelijmd. Aan die tubetjes zitten de druppelaars. De twee blikjes die in de lucht hangen zitten met klemmen aan hetzelfde statief vast als het waterreservoir, we hebben de blikjes geïsoleerd met stukjes rubber slang. De twee blikjes zijn van binnen een stukje opgeschuurd om elektronenoverdracht mogelijk te maken. De blikjes zijn met krokodillenklemmetjes en stroomdraden aan de twee opvangblikken verbonden, die ook opgeschuurd zijn. De opvangblikken staan op piepschuim, en het piepschuim staat op het eerdergenoemde statief.
    Zie foto.

    We hebben tot toe een aantal metingen gedaan. We hebben gemeten met een ladingsmeter die in nC (nanocoulomb) meet. Later hebben we ook met een elektrostatische voltmeter gemeten.

    1e dag:
    1e meting: continu lading gemeten, met een maximum van 11 nC, waarna het weer begon af te nemen.
    2e meting: op het einde gemeten, dit keer een maximum van 30 nC.

    2e dag:
    1e meting: dit keer föhnden we, op het einde maten we een maximum van 33 nC.

    Tot nu toe hadden we nog iets extra aan de opstelling, namelijk een statief, dat op piepschuim op de rode plaat stond, waar 2 koperdraden op 1 cm van elkaar stonden, hier zou de vonk moeten overspringen, maar dat gebeurde niet. Deze hadden we voor het gemak maar even weggehaald. We vermoedden dat hier misschien wat lading weglekte. Daarbij meenden we toch nog lang geen vonk te kunnen opwekken.

    2e meting: weer geföhnd, zonder statief voor vonk, op het einde een lading van 50 nC.
    Opmerkelijk was dat de straaltjes dit keer afbogen, wat wees ook wees op een lading.

    3e dag:
    Elke meting hadden we een föhn erbij en geen statief voor een vonk.
    1e meting: zout, deze meting ging helaas fout door er per ongeluk een blikje viel, hierdoor maten we maximaal 8 nC.
    2e meting: blikjes om de druppelaars, ipv eronder, dit keer maten we helemaal geen lading.
    3e meting: warm water, geen zout, snel druppelen, 0 nC.
    4e meting: warm water, zout, langzaam druppelen, 0 nC.
    We vermoedden dat we deze dag iets fout hadden gedaan aan de opstelling, of dat het veel te vochtig was in het lokaal, of iets anders, waardoor we steeds geen lading konden opwekken.

    4e dag:
    Elke meting hadden we een föhn erbij en geen statief voor een vonk.
    1e meting: na 4 minuten afbuiging van de straaltjes, maar op een gegeven moment stopte de afbuiging en maten we aan het einde zeer weinig lading.
    2e meting: gedurende korte tijd hadden we afbuiging, 13 nC.
    3e meting: zout, dit keer hadden we 2x afbuiging, waarvan de eerste al na 2 minuten.

    Vanaf dag 2 hebben we geprobeerd te meten met een elektrostatische voltmeter, met een bereik van 6 kilovolt, maar deze gaf helaas geen uitslag.

    Ons probleem is dus dat we niet genoeg spanning kunnen opwekken. Ook is een probleem dat als we eenmaal spanning hebben, we het ook weer kwijt kunnen raken. Kan iemand ons helpen?

    Met vriendelijke groet,
    Jan-Willem Broos (& Moreno Mertens)



  • Het lukt trouwens niet om de foto van onze druppelaar erbij te zetten... (ik kan hem wel uploaden, maar hij zet hem vervolgens niet in het bericht...)



  • Hier trouwens een link naar een opstelling van iemand die het eerder is gelukt en wat vragen had gesteld op het forum:

    http://smg.photobucket.com/albums/v316/wickedwe4sel/Kelvindruppelaar/

    Groetjes,
    Ad



  • Hoi Jan willem,

    Misschien dat het ook helpt om de geleider (het blikje) te vervangen met iets met een kleinere omtrek. Hoe komt het water in de buisjes, en zijn de kraantjes van plastic?

    In ieder geval even een lijstje met dingen die in mijn hoofd opkwamen:

    • test de geleiding tussen één van de bovenste blikjes en het water in het bijbehorende opvangblikje en doe dit ook voor de andere tak
    • test waar lading eventueel wegebt (door componenten te ontkoppelen) -> daar is dan meer isolatie nodig
    • zorg voor een goed droge opstelling (afgezien van het benodigde water natuurlijk fohnen kan helpen om de luchtvochtigheid wat te verminderen en eventuele condenslaagjes weg te krijgen
    • varieer wat met de druppelsnelheid
    • als het water in de reservoirs niet elektrisch verbonden is, krijg je daar ook ladingsscheiding, die tegenwerkt... dit kun je voorkomen door 1 reservoir te nemen (best), maar misschien helpt gewoon een koperverbinding ook wel (daar kunnen natuurlijk alleen elektronen door, geen ionen).
    • als opgebrachte lading snel wegvalt is er echt iets mis met de isolatie.

    Laat me even weten wat jullie ervan denken!

    Groetjes,
    Ad



  • Hoi Jan-Willem,

    ook van mijn kant een wat late reactie! De rede dat de spanningsmeter hoger uitsloeg komt denk ik doordat er een initieel klein verschil in spanning moet zijn waardoor dit effect zich plaatsvind. Misschien dat alles te 'neutraal' was waardoor het versterkende effect van de kelvindruppelaar niet ontstond. Ik vind het lastig om nog iets te bedenken wat het zou kunnen zijn. Ik zou eventueel proberen de opstelling opnieuw te maken met wat kleine veranderingen (misschien andere blikken etc proberen) en kijken of het wel lukt. Hoe ziet de straal water er trouwens uit, hoe breed is de verandering in de spreiding?

    Groetjes,
    Ad



  • Hoi Ad,

    Mijn excuses voor mijn zeer late reactie, op school zijn we nu namelijk bezig met een schoolexamenweek, dus was ons profielwerkstuk even van minder belang...

    We hebben sinds mijn eerste post op dit forum nog twee keer getest.

    De eerste keer hebben we, zoals jij al zei, een beginspanning op de opstelling gezet van (ongeveer) 3,5 kV, maar zodra we de spanningsbron uitzetten, gaf de elektrostatische voltmeter weer 0 volt aan. Wel hadden we een lading gemeten van (nog steeds maar) 70nC

    De tweede keer zijn we erachter gekomen dat we meer lading opwekken als we het waterreservoir en de blikjes in de lucht lager hangen. Waarschijnlijk komt dit omdat er dan minder water in het rond spettert, waardoor de opstelling ontlaad. Ons nieuwe record is nu echter nog steeds maar 100nC.
    Verder hebben we iets raars gemerkt, want we waren een keer aan het meten aan het eind van een meting, en toen besloten we om eens een keer de opstelling te ontladen doordat ik zelf met mijn handen aan de krokodillenklemmen zou zitten. Het rare was echter dat de opstelling niet ontlaadde, maar dat de spanningsmeter veel hoger uitsloeg, namelijk wel tot 200nC (ongeveer, want de waarde fluctueerde erg).

    We zijn nu het volgende van plan:
    -In de carnavalsvakantie willen we langs een metaalhandel gaan voor langere en smallere "blikjes" in de lucht.
    -We willen de opvangbakken volledig in een piepschuimen blok wegwerken, om geleiding nog meer te verminderen, want we vermoeden aan de hand van de test met de spanningsbron, dat het ergens nog weglekt.

    We hebben trouwens een waterreservoir (reactie op je suggestie dat de reservoirs niet elektrisch verbonden zijn).

    Ik hoop dat u ons nog wat verder kunt helpen!

    Groetjes,
    Jan-Willem



  • Hoi Jan-Willem,

    hebben jullie er al aan gezeten om de opstelling te verbeteren?

    Groetjes,
    Ad



  • Hoi Jan-Willem,

    Jammer dat de tijd dringt. Je zou nog even kunnen kijken wat voor invloed er is op het ontladen van het piepschuim door het aan te raken en een kleine lading aan het piepschuim toe te voegen door bijvoorbeeld te wrijven. Hopelijk krijg je er nog een paar vonkjes uit!

    Succes!



  • Hoi Ad,

    Opnieuw bouwen is geen optie, aangezien we ons werkstuk donderdag al in moeten leveren. We gaan nog wel proberen voor die tijd nog wat laatste veranderingen in te bouwen, namelijk de opvangblikken in piepschuim inbouwen voor nog betere isolatie en langere en smallere blikjes in de lucht.

    We hebben ons nu maar gericht op het zo goed mogelijk laten functioneren van de druppelaar, dat wil zeggen: zo veel mogelijk Coulombs op te wekken.
    Afgelopen woensdag hebben we met een trage druppelsnelheid (40 nC), een snelle druppelsnelheid (80 nC) en een waterstraal (120 nC) getest en we zijn er dus achter gekomen dat we de meeste lading opwekken met een waterstraal opwekken, wat vreemd is als je bedenkt dat het een druppelaar is...
    Morgen gaan we testen wat de invloed van de hoogte van de blikjes ten opzichte van de druppelkraantjes is, en ook kijken of zout toevoegen aan het water invloed heeft.

    We hopen dat we hier nog wat resultaten uit kunnen halen en we hopen ook dat dit voldoende is om een voldoende uit dit werkstuk te slepen.

    Groetjes,
    J-W


Aanmelden om te reageren
 

Het lijkt erop dat je verbinding naar Forum verloren is gegaan, wacht even terwijl we de verbinding proberen te herstellen.