10 R1/ 10R2 Hochschulinformationstag
21.11.2002
Im November besuchten unsere Realschulklassen die
Hochschulen in Osnabrück:
Hier ein Eigenbericht:
1. Rundgang Energietechnik Labor Hochspannung
2. Rundgang Maschinenbau und Fertigungstechnik
1.
Rundgang Energietechnik Labor Hochspannung
Zuerst wurden wir in
das Hochspannungslabor geführt. Dort wurde uns erklärt was man unter
Energietechnik versteht. In der Energietechnik befasst man sich mit der
Storm-Gewinnung (zum Beispiel in Kraftwerken durch Generatoren bzw. Dynamos.
Generatoren und Dynamos werden berechnet und geplant), der zweite Punkt ist die
Übertragung des Stromes (durch Hochspannungsleitungen), der dritte Punkt ist
der Verbrauch (in Motoren oder daheim), der vierte Punkt ist die
Steuerungstechnik (zum Beispiel die Erzeugung der verschiedenen Ströme
(Drehstrom wo sich die Phasen um 180º verschieben oder spezielle
Hertzfrequenzen von Wechselstrom oder die Gleichrichtung von Wechselstrom zu
Gleichstrom) und der fünfte Punkt ist die Verwendung von Strom in speziellen
Stromnetzen wie zum Beispiel bei der Bahn (dieses Stormnetz wird mit 16
2/3 Hertz gefahren).
Nach dieser theoriestoischen Einleitung wurde uns, für den ersten Versuch, das Entstehen des Knisterns an Hochspannungsleitungen erklärt. Dieses Knistern entsteht durch das elektromagnetische Feld, dass sich um jeden Körper bildet, der Strom leitet. Dieses elektromagnetische Feld, ist bei einer Hochspannungsleitung (220kV bis 750kV je nach Leitung und Entfernung) so stark, das die Elektronen, die durch natürliche Radioaktivität freigegeben werden, in diesem elektromagnetische Feld stark beschleunigt werden. Diese stark beschleunigten Elektronen treffen dann auf ein Luftmolekül. Das Luftmolekül wird vom Elektron gespalteten, dadurch wird plötzlich Energie frei und es knackt. Da das Elektron bei der Spaltung ein anderes Elektron des Luftmolekül losgelöst hat, entsteht eine Kettenreaktion. Die freigewordene Energie kann man sehen.
Wir
führten diesen Versuch durch und sahen, da der Raum ganz verdunkelt war, die
freigewordene Energie in Form einer Korona um den elektrischen Leiter ( bzw. um
eine Hochspannungsleitung).
Im
zweiten Versuch wurde uns deutlich gemacht, wie viel Energie durch das
elektromagnetische Feld verloren geht. Der Lehrer hielt eine Leuchtstoffröhre
an einem langen isolierten Stab in die Nähe der Hochspannungsleitung. Obwohl
die Leuchtstoffröhre keinen elektrischen Anschluss hatte, begann sie zu
leuchten. Dieser Energieverlust ist so groß, dass bei einer normalen
Hockspannungsleitung ein Stromverlust von ca. 1-10 kW pro Kilometer entsteht(
bei Regen mehr).
Der
dritte Versuch zeigte die Entstehung eines Plasmastrahles, der sich zwischen
zwei Elektroden bildete.
Dieser
Plasmastrahl wird mehrere tausend Grad heiß.
Beim
vierten Versuch wurde uns die Wirkung von Isolatoren vorgestellt. Es wurde eine
Glasplatte zwischen den beiden Elektroden aus dem drittenVersuch gestellt.
Nachdem eine Spannung von 330kV angelegt war passierte nichts, aber als die
Spannung größer, wurde sprangen die Funken um die Glasscheibe und die
Glasscheibe blieb unbeschädigt.
Hier sieht man die Entladung um eine Glasscheibe.
Wir
wurden jetzt in das Motorenlabor geführt. Dort wurden uns die verschiedensten
Typen von Motoren vorgestellt.
Der
Gleichstrommotor
wird hauptsächlich im Festplattenbau eingesetzt. Da er wegen der
gleichbleibenden Phase wenig magnetische Strahlung hat.
Der
Wechselstrommotor
wird meist in Haushaltsgeräten eingesetzt. Da er eine hohe Drehgeschwindigkeit
hat und nicht über spezielle Ströme angetrieben wird.
Der
Dreiphasenmotor oder
auch Drehstrommotor: sie sind sehr stark, haben eine maximale Drehzahl von 3000
U/min. Sie brauchen allerdings Drehstrom der um 180º gedreht ist.
Funktionsweise
eines Gleichstrommotors:
Die elektrische Spannung wird in ein Magnetfeld umgewandelt, das den Motor antreibt
Der
Generator
ist auch ein „Motor“ funktioniert jedoch anders herum. Er wandelt Bewegung
in Strom um.
Funktionsweise
eines Generators:
Die Drehung
wir durch die Magnete in Strom umgewandelt.
Wir
haben im Motorenlabor auch einen Versuch gemacht, der sich mit der Leistung des
Menschen befasst. Man konnte sich auf ein Fahrrad setzten, dessen Hinterrad an
einen Dynamo angeschlossen war. An dem Dynamo war dann ein Wattmeter. (Der beste
aus der Gruppe schaffte 280W; das reicht nicht einmal für den Betrieb eines
Fernseher-Gerätes.
Wir
gingen weiter ins Ionen Labor. Dort wurden uns verschiedene Gleichrichter,
Wechselstromrichter und Frequenzumwandler gezeigt. Die genaue Funktion ist sehr
schwer zu erklären, weil uns noch physikalisches Wissen fehlt.
2. Rundgang Maschinenbau und
Fertigungstechnik
Wir wurden in die Maschinenbauhalle geführt. Dort
wurden uns Press-, Stanz- und Ziehverfahren für Autoteile gezeigt. Dann wurden
diese Verfahren durchgeführt. Es wurden Zahnräder für ein Boschmotor
gestanzt, es wurde eine A-Säule für ein Auto gepresst und dann wurde die A-Säule
auch noch durch Ziehen hergestellt.
Beim Pressen wird ein Eisenblech mit einem Stempel in
eine Form gedrückt.
Beim Stanzen wird mit einem Stanzwerkzeug ein Werkstück
aus gestanzt.
Beim Ziehen wird ein Eisenblech durch Unterdruck in
eine Form gezogen.
Dazu haben wir auch ein Versuch gemacht. Es wurde ein
Brenner angestellt den man mit Hilfe eines Computer steuern konnte. Bei Lamda 1
ist genau so viel Luft im Verbrennungsprozess um das ganze Gas zu verbrennen.
Wir beobachten das die Flamme fast durchsichtig blau war. Der Verbrennungswert
ist optimal, man kann bei Lamda 1 am meisten Energie gewinnen→ gut
Effizienz. Bei Lamda kleiner als 1 ist weniger Luft im Verbrennungsprozess als nötig.
Das heißt, es wurde nicht das ganze Gas verbrannt. Der Brenner ging aus. Die
Flamme war ganz schwach noch zu sehen. Durch die nicht Verbrennung von allen
Gasreserven→ eine schlechte Effizienz. Bei Lamda größer 1 wird alles Gas
verbrannt. Man sah klar eine große gelbe Flamme. Da die Flamme jetzt „gelb“
verbrennt erreicht sie nicht so eine hohe Temperatur wir eine blaue Flamme.
→eine schlechte Effizienz.
Hier sieht man einen Gasbrenner
Nun wurde uns eine Schalldampfungsanlage gezeigt. Diese Anlage wird nicht an einer Heizung betrieben sondern mit einem Lautsprecher. Dies wird deshalb gemacht weil der Lautsprecher alle Frequenzen wiedergeben kann und ein Brenner (Heizungsanlage) kann dies nicht. Nun wurde mit den Lautsprecher ein Ton indizieret und auf dem Messcomputer konnte man dann sehen, welche Frequenzbereiche dieser Schalldampfer abdeckt. Die Art der Frequenzen, die herausgefiltert wird, wird durch unterschiedliche Materialien und Formen des Schalldämpfers bestimmt.
Hier sieht man einen Schalldämpfer
In der Klimakammer wurde gerade ein Auto für Karmann
getestete. Es wurde gerade Frost simuliert und man teste wie lange die
Frontscheibe braucht bis sie abgetaut ist.
Im diesen Labor standen auch Wasserturbinen und eine
Düsenjäger-Turbine aber diese wurden uns auch auf Nachfrage nicht genauer erklärt.
Ende
Wir sind zum Schloss gegangen und mussten dann
feststellen, dass der Professor erkrankt war. Schade.