Für ein Schulprojekt plane ich einen Demonstrationsaufbau.
Die Schüler sollen die Leitfähigkeit verschiedener Materialien testen können.
Hierzu ist ein Niedervolstromkreis geplant, der an einer Stelle unterbrochen ist, und es gibt Werkstücke die man einlegen kann z.B. aus Holz, Alu, Eisen…
Zur Demonstration der Leitfähigkeit soll dann eine Lampe leuchten, möglichst heller oder dunkler, je nachdem wie gut die Leitfähigkeit des eingelegten Werkstücks ist.
Zur Verbesserung der Sichtbarkeit würde ich gerne statt einem 12 Volt Lämpchen eine dicke 40 Watt Glühbirne leuchten lassen. Ich hatte überlegt, dass hierfür eine Transistorschaltung taugen müsste, jedoch ist mein eigene Physikunterricht zu lang her, als dass ich da auf die Schnelle noch einmal ausrechnen könnte. Ich hoffe hier auf Tips.
Kann mir jemand ein Programm oder eine Website nennen, die mir so etwas berechnen kann? Oder kann mir gar jemand sagen, welcher Transistor der richtige für sowas ist und möglichst auch, wie man ihn verdrahten muss? Oder gibt es einen besseren Vorschlag, wie man das Problem anders angehen kann?
Meine ersten Gedanken sind folgende: Die zu testenden Materialien haben teilweise eine sehr große bzw. sehr kleine Leitfähigkeit. Mit einer Glühbirne zu zeigen, DASS sie leiten, ist kein Problem (Glühbirne, 2 BC547,ein 10k Schutzwiderstand, bei Bedarf einen Leistungstransistor.) jedoch zu zeigen, wie GUT sie leiten ist erheblich schwerer. Ich werde jetzt nicht groß ins technische gehen, aber eins vorab: Finger weg von der Glühbirne oder ultrahellen LEDs. Das menschliche Auge wird von diesen Lichtquellen so sehr geblendet, dass es Helligkeitsunterschiede praktisch nicht wahrnehmen kann. Eine „fette 40 Watt Birne“ würde übrigens 230V benötigen, es sind im Schulunterricht maximal 24V erlaubt. Und wenn Sie daran denken Autoscheinwerferlampen (die haben meist 40-60 Watt) zu nehmen, möchte ich Sie kurz an den Stromverbrauch erinnern, der liegt „mal schnell bei 4A“ bei diesen Lampen. Ich würde einen komplett anderen Aufbau empfehlen: Eine Halterung, für das zu messende Objekt, eine Referenzspannungsquelle, eine Lampe und ein (großes) Multimeter. Mit diesen 4 Elementen könnte man den Widerstand (Multimeter direkt an das Messobjekt anschließen) und den Spannungsabfall / Leitfähigkeit (wenn benötigt, Referenzspannungsquelle in Reihe mit Lampe an das Objekt anschleißen, danach mit Multimeter Spannung messen) messen.