Schülerlabor Elektrotechnik

Die Zukunft der Energieerzeugung ist elektrisch: Ob Photovoltaik, Windenergie oder Elektromobilität – ein wachsender Anteil unserer Energie wird elektrisch erzeugt. Wie hoch spannend Elektrotechnik ist, erfahren die Schülerinnen und Schüler im Rahmen des Schülerlabors.

Workshop: Spannendes mit Spannung, Strom und Spulen

In diesem Kurs werden die Grundlagen der Elektrotechnik an Experimenten erforscht. Wieso kann man durch die Bewegung eines Magneten Strom erzeugen? Und wie kann man dies für die Erzeugung elektrischer Energie benutzten? Was ist Wechselstrom und welche Vorteile hat dieser gegenüber Gleichstrom? Warum verwendet man Hochspannung für die Übertragung der elektrischen Energie?

In kleinen Gruppen werden in einem ersten Teil Versuche zu Gleich- und Wechselspannung und der Entstehung der induktionsspannung bei der Bewegung einer Leiterschleife im Magnetfeld mit Hilfe eines Oszilloskops durchgeführt. In einem zweiten Teil folgen dann Untersuchungen an einem Generatorenmodell oder einem Transformator mit unterschiedlichen Windungen. Alternativ kann auch ein einfacher elektrischer Motor aufgebaut und untersucht werden.

Inhalte

  • Was macht aus Bewegung Strom?
  • Von der Lorenzkraft zur Induktion
  • Wie wird elektrische Energie erzeugt?
  • Das Prinzip eines Generators
  • Warum benutzt man Hochspannung?
  • Das Ohmsche Gesetz und seine Folge

Termine:

Wann? Wo? Anmeldung
22. November 2016 Campus Deutz - gebucht -
Termine nach Anfrage Campus Deutz bastian.thelen@th-koeln.de

Workshop: Wie kann ich Hochspannung erzeugen?

Im Hochspannungslabor der TH Köln lerne die Schülerinnen und Schüler die Erzeugung von Hochspannung an verschiedenen Beispielen kennen. Die Hochspannung ist ein wichtiger Bestandteil, um die Energieverluste auf dem Weg zum Verbraucher möglichst gering zu halten. Ob in Wasserkraftwerken, großen Windparks oder riesigen Solarkraftwerken in der Wüste - ein großer Anteil der elektrischen Energie wird auch in Zukunft in Großkraftwerken erzeugt werden.
Wie erzeugt man hohe Spannung? Um dies im Detail herauszufinden, werden in kleinen Gruppen verschiedene Hochspannungsgeneratoren aus Einzelbauteilen zusammengesetzt und anschließend in Betrieb genommen. Die hierbei entstehenden Funken und Entladungen zeigen die Probleme und Gefahren bei der Anwendung von Hochspannung. Abschließend werden Demonstrationsversuche im Hochspannungslabor der TH Köln durchgeführt.

Termine:

Wann? Wo? Anmeldung
3. November 2016 Campus Deutz - gebucht -
Termin nach Anfrage Campus Deutz bastian.thelen@th-koeln.de

Workshop: Labor- und Forschungsarbeiten: Von den Grundlagen des Elektromagnetismus bis zur Optischen Messtechnik

Unsere moderne Zivilisation ist ohne die Elektrotechnik nicht mehr vorstellbar. In der Zukunft werden elektrische Systeme weiter an Bedeutung gewinnen (Elektroauto, Windkraftanlagen, Roboter in allen Lebensbereichen, etc.). Um die Funktionsweise elektrischer Maschinen verständlich zu machen, zeigt dieser Workshop wie Magnetismus mit elektrischem Strom zusammenhängt. Anschließend klären wir die Frage, wie wir aus einem Magnetfeld elektrischen Strom gewinnen können. Sind diese Zusammenhänge verstanden, können wir Elektromotoren und Generatoren sowie Funkwellen und Licht erklären.

Elektromagnetische Wellen mit sehr hohen Frequenzen im Bereich von einigen Hundert Terahertz bezeichnet man als Licht. Diese elektromagnetische Strahlung dient nicht nur zur Beleuchtung, sondern wird mit speziellen Aufbauten zu hoch genauen Messungen verwendet. Sehr präzise Schwingungsmessungen oder Abstandsmessungen sind mit „Licht“ von Genauigkeiten im µ-Meter-Bereich bis in den Sub-µ-Meter-Bereich möglich. Diese Messungen haben neben ihrer hohen Genauigkeit den Vorteil, dass sie berührungslos, zerstörungsfrei und meistens auch sehr schnell ablaufen und sich somit ideal zur Kontrolle und Überwachung von Produktionsprozessen eignen.

Inhalte

  • Eigenschaften von Magneten
  • Idee des magnetischen Feldes
  • Zusammenhang zwischen Strom und Magnetfeld
  • Kräfte im Magnetfeld
  • Erzeugung von Strom aus einem Magnetfeld
  • Anwendungen der neuen Erkenntnisse
Wann? Wo? Anmeldung
Termine:
Termine nach Anfrage Campus Deutz bastian.thelen@th-koeln.de

Mittels Holografie werden geringste Veränderungen im Bereich von einigen Hundert Nanometern gemessen. Die Verformung von Gegenständen kann mithilfe dieses holografischen Verfahrens untersucht werden. Es wird ein holografischer Messplatz aufgebaut, erklärt und konkrete Messungen an Oberflächen durchgeführt.

Laserlichtschnittverfahren ermöglichen die schnelle, zerstörungsfreie und berührungslose 3-D-Vermessung von Gegenständen im µ-Meter Bereich. Wir erklären, wie dieses Verfahren funktioniert. Ein Lichtschnittsensor wird aufgebaut und von einem 3-D-Modell das Höhenprofil vermessen.

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