PASCO ES-9078A Grundlegende Elektrometer-Bedienungsanleitung

Einführung

Grundlegendes Elektrometer

ES-9078A

Empfohlene Ausrüstung:

Das Basic Electrometer ist ein Voltmeter zur direkten Messung von Voltage und indirekte Messungen von Strom und Ladung. Aufgrund seiner hohen Impedanz von 10¹⁴ Ohm, eignet es sich besonders zur Messung von Ladung in elektrostatischen Experimenten. Es hat eine Empfindlichkeit, die fast tausendmal höher ist als die eines Standard-Goldblatt-Elektroskops, eines Zentrum-Null
Messgerätanzeige, die die Ladungspolarität direkt anzeigt, und eine Ziffernanzeige. Das Basic Electrometer misst Ladungen bis zu 10-11 Coulomb.
Das Gerät kann auch ein Signal an eine analoge PASCO-Schnittstelle ausgeben. Diese Funktionen machen Demonstrationen und Labore zur Elektrostatik quantitativer und einfacher durchzuführen.
Das Basiselektrometer wird mit vier AA-Alkalibatterien (im Lieferumfang enthalten) betrieben. Diese Batterien lassen sich durch Öffnen der Rückseite einfach austauschen.asing des Elektrometers.

Ausrüstung

Im Lieferumfang enthalten:

Grundlegendes Elektrometer (ES-9078A)

Signaleingangskabel (BNC-auf-Krokodilklemme) Wird an die BNC-Buchse am Signaleingangsanschluss angeschlossen.

Patchkabel mit Bananenstecker

Wird mit dem Erdungsanschluss des Basiselektrometers verbunden.

Schnittstellenkabel (Mini-DIN-auf-8-poliger DIN-Stecker)

Stellt eine Verbindung zwischen dem Signalausgang des Basic Electrometer und einer analogen PASCO-Schnittstelle her.

Erdungskabel

Verfügt über isolierte Flachstecker und einen 9079-Gigaohm-Widerstand. Zur Verwendung mit dem Basic Variable Capacitor (ES-XNUMX).

Krokodilklemme

4× AA-Alkalibatterien (nicht abgebildet)

Empfohlen Ausrüstung:

• Faradayscher Eiseimer (ES-9042A)
• Ladungserzeuger und Prüfebene (ES-9057C)
• Einfacher variabler Kondensator (ES-9079)
• 850 Universal Interface (UI-5000) oder 550 Universal Interface (UI-5001)
• PASCO Capstone (erforderlich für 850 Universal Interface) oder SPARKvue-Datenerfassungssoftware
  

Messgerätanzeige Ziffernanzeige Signalausgangsport

Schließen Sie hier das Schnittstellenkabel an, um das Signal an eine analoge Schnittstelle auszugeben.

Bandtage Reichweitenanzeigen

Geben Sie den ausgewählten Messbereich an.

Bandtage Bereichswahltaste

Drücken Sie, um die ausgewählte Lautstärke zu änderntage Reichweite.

Ein-/Ausschalter

Drücken, um das Gerät ein- oder auszuschalten.

Erdungsanschluss

Verbinden Sie das Gerät über diesen Anschluss mit der Erde.

Signaleingangsanschluss

Schließen Sie hier das Signaleingangskabel an die BNC-Buchse an.

Zugang zum Batteriefach

Lösen Sie beide Rändelschrauben, um das Gehäuse zu entfernen und auf die Batterien zuzugreifen.

ZERO-Taste

Drücken Sie auf Null, um den Zähler zu verlassen und überschüssige Ladungen zu entfernen.

Holen Sie sich die Software

Sie können den Sensor mit der Software SPARKvue oder PASCO Capstone verwenden. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Sie verwenden sollen, besuchen Sie pasco.com/products/guides/ Softwarevergleich.
SPARKvue ist als kostenlose App für Chromebook-, iOS- und Android-Geräte verfügbar. Wir bieten eine kostenlose Testversion von SPARKvue und Capstone für Windows und Mac an. Um die Software zu erhalten, gehen Sie zu pasco.com/downloads oder suchen Sie nach SPARKvue im App Store Ihres Geräts.
Wenn Sie die Software bereits installiert haben, überprüfen Sie, ob Sie über das neueste Update verfügen:
SPARKvue: Hauptmenü > Nach Updates suchen
PASCO Schlussstein: Hilfe > Nach Updates suchen

Betrieb

In den folgenden Abschnitten wird erläutert, wie Sie das Basic Electrometer sicher einrichten und verwenden.

Aufstellen

1. Verbinden Sie den BNC-Stecker des Signaleingangskabels (Messleitung) mit der BNC-Buchse an der Seite des Basic Electrometers. Um das Kabel zu fixieren, richten Sie die Stifte an der BNC-Buchse mit den Schlitzen am Stecker aus, drücken Sie den Stecker auf die Buchse und drehen Sie ihn im Uhrzeigersinn, bis
2. Verwenden Sie das Bananenstecker-Patchkabel, um den Erdungsanschluss des Elektrometers mit einer Erdung zu verbinden.
3. Drücken Sie die EIN/AUS Taste, um das Elektrometer einzuschalten. Die Ziffernanzeige, die Meteranzeige und einer der VoltagDie Reichweitenanzeigen leuchten auf.
4. Drücken Sie die NULL Taste zum Nullsetzen. Die LED der Anzeige des Messgeräts wird mit der Markierung „0“ ausgerichtet und die Ziffernanzeige zeigt 0.0.
5. Drücken Sie die Bandtage Bereichswähler Taste, um die gewünschte Lautstärke auszuwählentage-Bereich (3, 10, 30 oder 100).

Die Bereichseinstellung bezieht sich auf die Lautstärketage Eingabe, die erforderlich ist, um einen Vollausschlag des Messgeräts zu erzeugen. Zum BeispielampEine Einstellung von 30 bedeutet, dass das Messgerät vollständig durch einen Vol ausgelenkt wirdtagvon 30 V.

Wichtige Punkte für den allgemeinen Betrieb

• Verwenden Sie das Basic Electrometer NIEMALS zum Messen von Spannungen über 100 V.
• Schließen Sie das Elektrometer niemals an einen Elektrostatikgenerator an, beispielsweise einen Van-de-Graaff-Generator oder eine Wimhurst-Maschine.
• Vermeiden Sie es, die Eingangskabel zu berühren, bis Sie sich an einer Erdung geerdet haben. Eine Person, die an einem kühlen, trockenen Tag über einen Teppich geht, kann leicht einer Spannung von mehreren tausend Volt ausgesetzt sein.
• Drücken Sie zwischen den Messungen immer die ZERO-Taste, um überschüssige Ladung aus dem Elektrometer zu entladen. Das Kurzschließen der Messleitungen reicht nicht aus, da sich im Schaltkreis noch Streuladungen befinden können.

• Um optimale Ergebnisse zu erzielen, schließen Sie das Elektrometer während der Experimente IMMER an eine Erdung an, z. B. eine Wasserleitung oder das Erdungskabel einer 120-VAC-Steckdose. Nur eine Erdung kann einen ausreichenden Abfluss für überschüssige Ladung während des Experiments gewährleisten.
• Der Experimentator sollte auch während der Messung geerdet sein. Berühren Sie dazu kurz vor oder während der Messung mit einer Hand eine Erdung.

Messvolumentage

Das Basic-Elektrometer kann als Voltmeter mit unendlicher Impedanz verwendet werden. Um das Elektrometer als Voltmeter zu verwenden, schließen Sie die Signaleingangskabel an die Batterie an, stellen Sie die Voltage Bereich, und lesen Sie die Voltage auf dem Messgerät oder der Ziffernanzeige.

Ladungsmessung durch Induktion

Unter den meisten Bedingungen lässt sich Ladung am besten durch Induktion messen. Verwenden Sie eine Prüfebene und einen Faraday-Eiseimer, wie sie beispielsweise im Lieferumfang des Elektrostatik-Systems (ES-9080B) enthalten sind und unten abgebildet sind.

Die Beweisebene ist einfach eine kleine leitfähige Scheibe, die auf einem isolierenden Griff montiert ist. Um sampUm die Ladungsverteilung auf einem geladenen Objekt zu ermitteln, berühren Sie das Objekt einfach mit der Beweisebene und legen Sie die Beweisebene dann in den inneren Zylinder des Eiseimers. ohne Berühren Sie den Zylinder. Auf der Oberfläche des Eiseimers wird eine Ladung gleicher Größe und gleichen Vorzeichens induziert, die mit dem Basiselektrometer abgelesen werden kann.

Wenn Sie immer die Proof-Ebene und den Eiseimer verwenden, ist die Kapazität bei allen Messungen gleich und die Ladung auf der Proof-Ebene ist immer proportional zur Voltage-Messwert auf dem Elektrometer.

Ladungsmessung über Kontakt

Ladungen können auch durch Kontakt gemessen werden. Berührt man den inneren Zylinder des Eiseimers mit einem geladenen Gegenstand, beispielsweise einer geladenen Prüffläche, bleibt der Elektrometerwert im Allgemeinen weitgehend unverändert. Dies liegt daran, dass die Gesamtkapazität durch die Prüffläche nur geringfügig beeinflusst wird. Dies ist jedoch nicht immer der Fall.
Jede Ladungsmessung mit dem Elektrometer ist indirekt und basiert auf der Erkenntnis, dass die Ladungsmenge eines Objekts proportional zur
Die Messwerte werden immer in Volt und nicht in Coulomb gemessen. Die Polarität des Voltstage zeigt direkt die Art der Ladung an, die sampgeführt. Wenn quantitative Ladungsmessung statt qualitativer Daten benötigt wird, kann die Ladung mit der Gleichung gemessen werden Q = CV, Wo V
ist die Lautstärketage über einen bekannten Kondensator mit Kapazität C.
Das Basiselektrometer kann als ein Voltmeter mit unendlicher Impedanz parallel zu einem Kondensator betrachtet werden CE, wie in Abbildung 2 dargestellt.
CE stellt die interne Kapazität des Elektrometers dar, plus die
Kapazität der Leitungen und des Eiseimers, falls diese verwendet werden. Wenn ein geladenes Objekt über die Elektrometerleitungen (oder in den Eiseimer) gelegt wird, entsteht ein Voltage V wird auf dem Messgerät angezeigt. Wenn der Wert CE bekannt ist, kann der Ladungswert mit der Gleichung berechnet werden Q = CEV.

Die Kapazität des Elektrometers allein beträgt etwa 27 Picofarad (pF). Wenn jedoch die sampLED-Objekt fügt erhebliche Kapazität hinzu, ändert sich die Situation zu dem, was in Abbildung 3 gezeigt wird, mit Cext ist die Kapazität des Objekts. Um die Menge an
Ladung in diesem Fall die Gesamtkapazität CE + Cext muss ermittelt werden. Dies erfordert einen genauen Wert für CE, es sei denn, Sie sind sicher, dass das zu messende Objekt eine ausreichend hohe Kapazität hat, um es zu vernachlässigen CE (Cext >> CE). Beachten Sie, dass dies nicht Dies ist bei Verwendung des Basis-Variablen-Kondensators (ES-9079) der Fall. Im folgenden Abschnitt wird erklärt, wie der experimentelle Kapazitätswert des Elektrometers, aller daran angeschlossenen Kabel und des Eiseimers gemessen wird.

Messen der Kapazität des Elektrometers und der Anschlüsse

Wenn ein bekannter Kondensator C wird durch ein bekanntes Vol aufgeladentage V, die Ladung im Kondensator ist gegeben durch Q = CV. Wenn ein Kondensator mit bekannter Ladung über die Leitungen des Elektrometers angeschlossen wird, ist er parallel zur inneren Kapazität geschaltet CE des Elektrometers, des Eiseimers und der Kabel. Daher wird die Gesamtkapazität C + CE. Der bekannte Kondensator entlädt sich über das Basiselektrometer, und die Spannungtage VE abgelesen werden. Da die Gesamtladung des Systems noch Qwissen wir, dass:
Verwenden Sie dieses Verfahren, um einen genauen Wert der Kapazität zu messen, die vom Elektrometer und den angeschlossenen Instrumenten bereitgestellt wird:

1. Besorgen Sie sich einen Kondensator mit geringer Leckage (Polypropylen oder Luftdielektrikum) mit bekanntem Wert C etwa 30 pF.
2. Laden Sie den Kondensator mit einer bekannten Spannungtage V. Dieser Bandtage sollte NICHT höher als 100 V sein, da dies die Grenze der

SPARKvue

1. Starten Sie SPARKvue und klicken Sie dann auf Sensor Data.
2. Verbinden Sie Ihre Schnittstelle mit. Anweisungen hierzu finden Sie im Handbuch der Schnittstelle und in der SPARKvue-Onlinehilfe.
3. Verbinden Sie das Schnittstellenkabel vom Signalausgangsanschluss des Basic Electrometer mit einem analogen Anschluss der Schnittstelle.
4. Aus dem Maße für Vorlagen auswählen wählen Sie in der Spalte Eigenschaften Symbol neben dem Namen des Kanals, an den das Elektrometer angeschlossen ist.
5. Wählen Sie aus der Liste der Sensoroptionen Elektrometer (Grundkenntnisse) und wählen Sie OK.
6. Stellen Sie sicher, dass das Kästchen neben Bandtage in der Spalte „Messungen“ aktiviert ist, wählen Sie Graph aus der Spalte Anzeigen, um das Experiment zu öffnen. Die Grafikanzeige passt sich automatisch an die Messung des Volumens an.tage gegen die Zeit.
7. Klicken Start mit dem Sammeln beginnen

 PASCO Capstone

1. Starten Sie Capstone und klicken Sie dann auf Hardware-Setup im Werkzeuge
2. Verbinden Sie Ihre Schnittstelle mit. Anweisungen hierzu finden Sie im Handbuch der Schnittstelle und in der Capstone-Onlinehilfe.
3. Verbinden Sie das Schnittstellenkabel vom Signalausgangsanschluss des Basic Electrometer mit einem analogen Anschluss der Schnittstelle.
4. Im Hardware-Setup Suchen Sie im Tool das Bild der angeschlossenen Schnittstelle. Klicken Sie in den gelben Kreis über dem Port, an den das Kabel angeschlossen ist, und wählen Sie Elektrometer aus der Liste.
5. Doppelklicken Sie Graph im Anzeigen Palette zum Erstellen eines neuen Diagramms
6. Klicken neben der Y-Achse und wählen Sie Bandtage Die X-Achse wird automatisch auf die Zeitmessung eingestellt.
7. Klicken Aufzeichnen um mit der Aufnahme zu beginnen

Softwarehilfe

Die SPARKvue- und PASCO Capstone-Hilfe bietet Informationen zur Verwendung dieses Produkts mit der Software. Sie können über die Software oder online auf die Hilfe zugreifen.

 SPARKvue

Software: Hauptmenü > Hilfe

Online: help.pasco.com/sparkvue

 PASCO Capstone

Software: Hilfe > PASCO Capstone-Hilfe
Online: help.pasco.com/capstone

Spezifikationen und Zubehör

Besuchen Sie die Produktseite unter pasco.com/product/ES-9078A Zu view die technischen Daten und erkunden Sie das Zubehör. Sie können auch Experimente herunterladen files und Support-Dokumente von der Produktseite.

Experiment files

Laden Sie eine von mehreren schülerfertigen Aktivitäten aus der PASCO Experiment Library herunter. Zu den Experimenten gehören bearbeitbare Schülerhandzettel und Lehrernotizen. Besuch pasco.com/freelabs/ES-9078A.

Technische Unterstützung

Benötigen Sie weitere Hilfe? Unsere sachkundigen und freundlichen Mitarbeiter des technischen Supports beantworten gerne Ihre Fragen oder führen Sie durch alle Probleme.

Chat         pasco.com
Telefon 1-800-772-8700 x1004 (USA)
+1 916 462 8384 (außerhalb der USA)
E-Mail        support@pasco.com

Eingeschränkte Garantie

Eine Beschreibung der Produktgarantie finden Sie auf der Seite Garantie und Rücksendungen unter www.pasco.com/legal.

Copyright

Dieses Dokument ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte vorbehalten. Gemeinnützigen Bildungseinrichtungen wird die Genehmigung zur Vervielfältigung von Teilen dieses Handbuchs erteilt, sofern die Reproduktionen nur in ihren Laboren und Unterrichtsräumen verwendet und nicht für
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Handelsmarken

PASCO und PASCO Scientific sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen von PASCO Scientific in den USA und anderen Ländern. Alle anderen Marken, Produkte oder Dienstleistungsnamen sind oder können Warenzeichen oder Dienstleistungsmarken ihrer jeweiligen Eigentümer sein und werden verwendet, um Produkte oder Dienstleistungen ihrer jeweiligen Eigentümer zu identifizieren. Für weitere Informationen besuchen Sie www.pasco.com/legal.

Entsorgung am Ende der Produktlebensdauer

Für dieses elektronische Produkt gelten Entsorgungs- und Recyclingvorschriften, die je nach Land und Region unterschiedlich sind. Es liegt in Ihrer Verantwortung, Ihre elektronischen Geräte gemäß den örtlichen Umweltgesetzen und -vorschriften zu recyceln, um sicherzustellen, dass sie auf eine Weise recycelt werden, die die menschliche Gesundheit und die Umwelt schützt. Um herauszufinden, wo Sie Ihre Altgeräte zum Recycling abgeben können, wenden Sie sich bitte an Ihren örtlichen Abfallrecycling- oder Entsorgungsdienst oder an den Ort, an dem Sie das Produkt gekauft haben.
Das WEEE-Symbol der Europäischen Union (Waste Electronic and Electrical Equipment) auf dem Produkt oder seiner Verpackung weist darauf hin, dass dieses Produkt nicht in einem Standardabfallbehälter entsorgt werden darf.

CE-Erklärung

Dieses Gerät wurde getestet und entspricht den grundlegenden Anforderungen und anderen relevanten Bestimmungen der anwendbaren EU-Richtlinien.

FCC-Erklärung

Dieses Gerät entspricht Teil 15 der FCC-Bestimmungen. Der Betrieb unterliegt den folgenden zwei Bedingungen:
(1) Dieses Gerät darf keine schädlichen Störungen verursachen und (2) dieses Gerät muss alle empfangenen Störungen aufnehmen können, einschließlich Störungen, die einen unerwünschten Betrieb verursachen können.

Batterieentsorgung

Batterien enthalten Chemikalien, die bei Freisetzung die Umwelt und die menschliche Gesundheit beeinträchtigen können. Batterien sollten separat zum Recycling gesammelt und gemäß den Vorschriften Ihres Landes und Ihrer örtlichen Behörden an einer örtlichen Entsorgungsstelle für gefährliche Stoffe entsorgt werden. Um herauszufinden, wo Sie Ihre Altbatterie zum Recycling abgeben können, wenden Sie sich bitte an Ihren örtlichen Entsorgungsdienst oder den Produktvertreter. Die in diesem Produkt verwendete Batterie ist mit dem Symbol der Europäischen Union für Altbatterien gekennzeichnet, um auf die Notwendigkeit der getrennten Sammlung und des Recyclings von Batterien hinzuweisen.

 

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Dokumente / Ressourcen

PASCO ES-9078A Basiselektrometer [pdf] Bedienungsanleitung ES-9078A Basiselektrometer, ES-9078A, Basiselektrometer, Elektrometer

Verweise

• Bedienungsanleitung