EEI 1 Hochspannungstechnik
Eine spannende Sache!
Strom kommt ja bekanntlich aus jeder Steckdose. Aber bevor er dorthin gelangt, hat er schon einen weiten Weg über Freileitungen ("Strommasten“) zurückgelegt. Für die Übertragung auf diesem Weg ist es wichtig, dass die Luft, die die Leiter umgibt, gut isoliert. Daher kann man normalerweise gefahrlos unter Hochspannungsleitungsleitungen spazieren gehen.
In der Hochspannungshalle unseres Lehrstuhls werdet Ihr prüfen, unter welchen Bedingungen diese Isolationsfähigkeit nicht mehr gegeben ist und was dann passiert. Für diese Versuche steht uns Wechselspannung von bis zu 500.000 Volt zur Verfügung; das ist mehr als das 2000-fache der Netzspannung einer normalen Haussteckdose!
Im zweiten Teil des Versuchs geht es um Blitze: Ihr werdet Blitze erzeugen und deren Wirkung beim Einschlag auf eine Modell-Wohnsiedlung beobachten. Dabei könnt Ihr den Einfluss von Bäumen und die Funktion von Blitzableitern kennenlernen. Außerdem werdet Ihr testen, wie sich verschiedene Arten von Häusern bei Blitzeinschlag verhalten und wo der Blitz bevorzugt einschlägt.
EEI 2 Untersuchung von Solarzellen
Aus Licht Strom machen
Was eine Solarzelle ist, weiß jede von Euch. Anders verhält es sich vermutlich dann, wenn es darum geht, wie Solarzellen aufgebaut sind und wie sie funktionieren.
In diesem Praktikumsversuch wird anschaulich vermittelt, wie in unserem Institut Solarzellen hergestellt und untersucht werden. Es ist dabei für viele überraschend, dass dazu die gleichen Herstellungsschritte angewendet werden, die auch bei der Herstellung von hochmodernen mikroelektronischen Bauelementen zum Einsatz kommen.
Um beurteilen zu können, wie gut eine Solarzelle ist, braucht man künstliches Licht, das dem Sonnenlicht möglichst nahe kommt. Am sogenannten Sonnensimulator in unserem Labor könnt Ihr die Solarzellen auf Herz und Nieren prüfen, Ventilatoren mit Solarenergie betreiben und einige andere lehrreiche Versuche machen. Spielend bekommt Ihr ein Gefühl für die Zusammenhänge von so wichtigen Kenngrößen wie Strom, Spannung und Energie.
Vorkenntnisse sind nicht erforderlich.
EEI 3 Werkzeuge für Musikproduzenten
Von den Noten zu mp3
Aktuelle Musik wird zunehmend am Computer produziert. Dazu gehört die Erstellung von neuen Klängen, das Abspielen von Rhythmen und Melodien, die richtige Mischung der verschiedenen Instrumente sowie eine Nachbearbeitung von Musikstücken mit Effekten wie z.B. Nachhall.
Im Praktikum lernt Ihr alle diese Schritte kennen und sollt sie natürlich auch selbst anwenden. Dazu werdet Ihr zunächst am Computer neue Klänge erstellen, mit denen Ihr anschließend auf einem angeschlossenen Keyboard Melodien spielt und aufnehmt. Da aber Musik nicht nur aus Melodien, sondern auch aus Rhythmen besteht, darf ein selbst eingespieltes Schlagzeug nicht fehlen. Auch Gesang kann selbstverständlich aufgenommen werden, ist aber kein Muss. Sind alle Instrumente aufgenommen, werdet Ihr alles zusammenmischen und mit Nachhall oder anderen Effekten versehen. Diese Endfassung können wir dann auf eine CD brennen, die Ihr mit nach Hause nehmen dürft.
Vor lauter Spaß darf die Theorie natürlich nicht fehlen, deshalb werden wir zu jedem Bearbeitungsschritt ein paar Worte sagen, aber wirklich nur ein paar …
Voraussetzung zu diesem Versuch ist lediglich das Interesse an Musik und vielleicht ein paar grundlegende PC-Kenntnisse.
EEI 4 Wie funktioniert die CD?
... und was bedeutet eigentlich "digital"?
In diesem Praktikumsversuch werdet Ihr kennenlernen, wie aus einem analogen Audiosignal, z.B. Sprache oder Musik, die mit einem Mikrofon aufgenommen wird, ein digitaler Datenstrom entsteht. Wir untersuchen, wie dieser auf einer CD so raffiniert abgespeichert wird, dass er wieder fehlerfrei in hörbare Töne umgesetzt werden kann.
Nachdem wir euch kurz die wichtigsten Grundlagen erklärt haben, könnt Ihr gleich selbst mithilfe von Mikrofon und Oszilloskop selbst erzeugte Töne als elektrische Spannungen sichtbar machen und damit experimentieren: Wie "sehen" hohe und tiefe Töne aus? Wie viele Nullen und Einsen braucht man, um eine Minute Musik darzustellen?
Und dann schauen wir uns noch an, wie die Datenspeicherung auf einer CD funktioniert und wie robust sie gegenüber Staub und Kratzern ist. Was passiert, wenn auf einer CD ein 1 mm breiter Kratzer ist?
EEI 5 Wir bauen einen "Ewigen Kreisel"
Wir experimentieren mit modernen Dauermagneten und mit elektrischem Strom. Wir bauen mit Euch aus einfachen Materialien außergewöhnliche Elektromotoren, an denen man das Zusammenwirken der Magnetfelder eines Dauermagneten und eines in einem Draht fließenden elektrischen Stromes gut erkennen kann. Ihr könnt die selbst gebauten Elektromotoren natürlich mit nach Hause nehmen.
Das gilt auch für den "Ewigen Kreisel“. Er ist die Hauptsache! Wir lüften sein Geheimnis und verstehen, wie er funktioniert. Wenn wir uns dann unseren eigenen "Ewigen Kreisel“ bauen, lernen wir mechanische, elektrische und elektronische Bauelemente kennen. Eine einfache elektronische Schaltung, die aus einer Batterie gespeist wird, steuert die Bewegungen des Kreisels. Mit dem Oszilloskop machen wir elektrische Spannungen und Ströme sichtbar.
Auf diese Weise erklären wir Euch, wie richtige Elektromotoren funktionieren.
EEI 6 Glasfasern mit Laserlicht
Die Nervenstränge des Internets
Telefonieren und Internet sind heute alltägliche Dinge, über die man sich keine großen Gedanken mehr macht. Wer weiß denn schon, dass die meisten Verbindungen über größere Entfernungen mit Licht und Glasfasern erfolgen? Aber wie können denn Töne und Computerdaten mit Licht übertragen werden? Wieso verwendet man ausgerechnet Laserlicht? Und warum ist das besser, als mit einem elektrischen Kabel oder über Funk? Die Antworten könnt Ihr bei uns mit vielen Experimenten ohne viel Theorie erforschen.
Zunächst könnt Ihr verschiedene Laser untersuchen und herausfinden, was am Laserlicht anders ist als am Glühbirnenlicht, und was unsichtbares Infrarotlicht ist. Danach könnt Ihr ausprobieren, wie man einen Laserstrahl in einer sehr dünnen Faser aus Glas so gefangen hält, dass das Licht nur am anderen Ende der Faser wieder herauskommt. Um außer Morsezeichen auch noch Musik und Sprache zu übertragen, könnt Ihr am Lasersender ein Mikrofon oder einen CD- oder mp3-Player anschließen und mit einer Kameradin im nächsten Raum "Licht-Telefonieren". Bringt Eure eigene Musik mit!
Unter http://www.lhft.eei.uni-erlangen.de/de/lehre/mut.php könnt Ihr übrigens Bilder vergangener Praktika ansehen.
EEI 7 Wir bauen ein Radio!
Heutzutage weiß natürlich jeder Mensch, was ein Radio ist und besitzt sicherlich auch eines. Aber wie sieht ein Radio von innen aus, und wie funktioniert es? Diesen beiden Fragen wollen wir in diesem Praktikumsversuch auf den Grund gehen.
Nach einer kurzen Einführung wird jede Teilnehmerin des Praktikums selber ein einfaches UKW-Radio nach Anleitung bauen, das man später mit nach Hause nehmen und benutzen kann. Während des gemeinsamen Arbeitens erklären wir nebenbei viele interessante Grundlagen, die Euch vielleicht im Physikunterricht schon begegnet sind, und zeigen Euch, dass die Zusammenhänge eigentlich ganz einfach sind und oft nur komplizierter dargestellt werden.
EEI 8 Elektrische Aufladung & LED-Taschenlampen
Elektrische Aufladung:
Ist Dir schon mal aufgefallen, dass Du im Winter öfter eine "gewischt“ bekommst, wenn Du aus dem Auto aussteigst, als im Sommer? Möchtest Du auch wissen, warum das so ist? Und warum stehen Dir an einigen Tagen nach dem Bürsten die Haare zu Berge, aber nicht immer? Und zuletzt, wieso werden elektronische Bauteile ausgerechnet in rosa Verpackungen geliefert?
Bei unserem Praktikum lernst Du die Antworten auf diese Fragen kennen. Wir erklären Dir, wie es zu elektrischen Aufladungen kommt. Wir werden Leuchtstoffröhren ohne Stromanschluss leuchten lassen, Tischtennisbälle von selber hüpfen lassen und noch weitere spannende Erfahrungen machen.
LED-Taschenlampe:
Kennst Du das? Immer dann, wenn Du gerade ganz dringend eine Taschenlampe brauchst, ist die Batterie leer, die Lampe wird immer dunkler und ist letztlich aus. Bei uns kannst Du Dir eine Taschenlampe basteln die einen sehr geringen Stromverbrauch hat. Aber trotzdem leuchtet sie sehr hell und wird vor allem mit leerer werdender Batterie nicht dunkler. Außerdem kannst Du Dir zu Beginn raussuchen, in welcher Farbe Deine individuelle Lampe leuchten soll. Deine selbstgebastelte Lampe kannst Du selbstverständlich anschließend mit nach Hause nehmen.