MHD-Generator. Zeichnung, Beschreibung

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MHD-Generator. Wissenschaftliches Kinderlabor

Wissenschaftliches Kinderlabor

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Erinnern wir uns kurz an den Zweck und das Funktionsprinzip des MHD-Generators. Hierbei handelt es sich um ein Kraftwerk, in dem die thermische Energie des Arbeitsmediums (Elektrolyt, Flüssigmetall oder Plasma) direkt in elektrische Energie umgewandelt wird.

MHD-Generator

Um ein Magnetfeld zu erzeugen, verwendet das Modell zehn Schulhufeisenmagnete, die mit gleichen Polen nahe beieinander gestapelt sind. Im Mittelteil werden die Magnete mit zwei Aluminiumplatten befestigt. Die Platten werden an drei Stellen (an den Rändern und in der Mitte) mit Schrauben und Muttern verbunden. Die Breite der Platten beträgt 5 cm, die Dicke 1-2 mm. Die Enden der Platten sind im rechten Winkel gebogen, sodass sie bequemer in den Beinen von Schullaborstativen befestigt werden können.

Als Elektroden werden zwei etwa 30 cm lange, 2 cm breite und 2 mm dicke Kupferplatten verwendet. Die oberen Enden dieser Platten sind ebenfalls rechtwinklig gebogen und in den Beinen der Stative befestigt. An die an den Elektroden angebrachten Anschlüsse wird ein Schuldemonstrationsgalvanometer angeschlossen.

Als Plasmaquelle dient ein herkömmlicher Gasbrenner oder ein Barthel-Gasbrenner, der eine vertikale Flamme erzeugt.

Installieren Sie zur Vorbereitung der Demonstration die Elektroden im Spalt zwischen den Polen der Magnete im Abstand von 1-2 mm voneinander – so dass die Magnetfeldlinien parallel zu den Ebenen der Elektroden verlaufen. Erhitzen Sie den Brenner, bis eine Flamme mit hoher Temperatur entsteht, und platzieren Sie ihn unter dem Luftspalt zwischen den Elektroden. Der Pfeil des Geräts beginnt langsam von der Nullposition abzuweichen und registriert eine Stromstärke von ca. 0,15 mA. Der Effekt ist umso stärker, je stärker das Magnetfeld ist.

Wie lässt sich das Auftreten von EMF in diesem Fall erklären? Tatsache ist, dass die Flamme des Brenners ein Niedertemperaturplasma ist, das aus positiven und negativen Luftionen und Verbrennungsprodukten von Gas (oder Benzin) besteht. Die Ionen bewegen sich senkrecht nach oben, senkrecht zu den Kraftlinien. In einem Magnetfeld wirkt auf jedes Ion die Lorentzkraft, die das Ion in Richtung der Elektrode ablenkt. Die Richtung der Kraft lässt sich mit der Linke-Hand-Regel bestimmen. Dadurch setzen sich positive Ionen auf einer Elektrode (sie wird zur Kathode) und negative Ionen auf der anderen (Anode) ab. Da die Elektroden entgegengesetzte Ladungen annehmen, entsteht zwischen ihnen eine EMK.

Es ist möglich, nicht nur die Stärke des Magnetfeldes zu variieren. Auch das Einbringen verschiedener Salze oder alkalischer Zusätze in das Plasma kann die EMF deutlich erhöhen. Und vielleicht habt ihr ja eure eigenen, originellen Ideen im Zusammenhang mit diesem Modell.

Autor: N. Solodukhin

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