Országos Műszaki Múzeum Elektrotechnikai Múzeuma ÉRDEKESSÉGEK A MÚZEUMBÓL Jarosievitz Zoltán zzjaro@yahoo.com Országos Műszaki Múzeum Elektrotechnikai Múzeuma 1075 Budapest, Kazinczy u.21. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26 –30.

„A gyermek figyelmét és képességeit semmiféle nevelési módszer nem éleszti annyira, mint a kíváncsiság ösztönének izgatása” . (Márai Sándor:Röpirat a nemzetnevelés ügyében) 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Néhány gondolat, ami aktuális 2008 tavaszán is: Fizikatanári szemmel az Elektrotechnikai Múzeumban Néhány gondolat, ami aktuális 2008 tavaszán is: „Az egész gyermek olyan, mint egyetlen érzékszerv, minden hatásra reagál, amit emberek váltanak ki belőle”( Rudolf Steiner) IGAZ „ Az oktatás célja, hogy a fiatalokat felkészítse arra, hogy tudják magukat tanítani életük során” (Robert Hutchins) IGAZ „A tanár minél többet tanít, a diák annál kevesebbet tanul. A tanítás zavarja az elsajátítást.” (Carl Rogers) IGAZ 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Az Elektrotechnikai Múzeumban szervezünk: A kompetencia szűkebb értelemben: készségek, képességek rendszere, tágabb értelemben: olyan általános felkészültség, amely tudásra, tapasztalatokra, értékekre beállítódásokra épül. Az Elektrotechnikai Múzeumban szervezünk: Rendkívüli fizikaórákat Foglalkozásokat Gyermek- összejöveteleket Ezek a tevékenységek a nem formális tanulás (non-formal learning) körébe sorolhatók. CÉL: Ismeretek irányított átadása az iskolarendszerű képzésen kívül, és a képességek, ill. a személyiség fejlesztése. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Néhány kísérletet Önöknek is szeretnék bemutatni. Az Elektrotechnikai Múzeumban kérésre „Rendkívüli fizikaórákat” tartunk. Néhány kísérletet Önöknek is szeretnék bemutatni. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

1. Elektrodinamikus motorok Faraday-motor (1821), Jedlik villanydelejes forgonya (1828/29) Előzmények 1820. júl. 1. Oersted - galvánáram mágnestűre gyakorolt hatása 1820.szept.20. André Marie Ampère - galvánáramok egymásra gyakorolt hatása 1820. nov. 20. Dominique François Jean Arago - a solenoid belsejébe helyezett lágyvas –az áram hatására –ideiglenesen mágnessé válik. 1821. szeptember 11. Faradaynak sikerül először áramvezetőt mágnessark körül állandó forgásba hoznia. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Faraday-motor (1821) Egy alátámasztott acélmágnesrúd egyik vége forog az áramvezető körül, vagy áramvezető forog rúd alakú acélmágnes egyik sarka körül. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Faraday-motor Vezető Rúd alakú mágnes Szódabikarbóna oldat 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Faraday-motor B F I 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Barlow kereke 1822-ből 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Jedlik Ányos 1829-ben készült „villamdelejes forgonyának” működő másolatát láthatjuk. Jedlik az Ordo Experimentorumban írta: „Egy elektromágneses drót egy hasonlóan elektromágneses körül folytonos forgó mozgást képes létesíteni”. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

A multiplikátor tekercs áll, benne forog az elektromágnes; A találmány lényegét maga Jedlik írja meg Heller Ágosthoz 1886. február 18-án kelt levelében (a levél fogalmazványát a Pannonhalmi Apátság kézirattára őrzi) A levélből kitűnik, hogy Jedlik tulajdonképpen egyből három forgókészülékre gondolt. A multiplikátor tekercs áll, benne forog az elektromágnes; A elektromágnes áll, benne és körülötte forog a multiplikátor tekercs; A multiplikátort elektromágnes helyettesíti; az egyik elektromágnes forog a másik szilárdan álló elektromágnes felett. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

2. Őstranszformátor A világon először szerepel leírt szövegben a „TRANSZFORMÁTOR” elnevezés 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Déri Miksa, Bláthy Ottó Titusz, Zipernowsky Károly A 19. század közepére szükségessé vált a villamos energia gazdaságos és üzembiztos módon történő távolba-vezetésének és elosztásának a kidolgozása. 1885 fordulópontot jelentett. A Ganz és Társa Vasöntő és Gépgyár elektrotechnikai osztályának fiatal mérnökei: Déri Miksa, Bláthy Ottó Titusz, Zipernowsky Károly Két jelentős szabadalom 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Zipernowsky Károly és Déri Miksa 1885. jan. 2 Zipernowsky Károly és Déri Miksa 1885. jan. 2. Indukciós átalakítókat készítenek, amelyek nem zártvasmagúak (nem transzformátorok), a primer tekercseket párhuzamosan kapcsolták a nagyfeszültségű tápláló vezetékekre, a fogyasztók a kisfeszültségű szekunder oldalon szintén párhuzamosan kapcsolva működtek. Bláthy Ottó Titusz felismeri, hogy a szekunder feszültség stabilitása tovább fokozható, ha az indukciós készülék szórt mágneses terét csökkenti. Előnytelennek találta a nyitott rúd alakú vasmagot. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

A második szabadalom tárgya (1885. márc. 3 A második szabadalom tárgya (1885. márc. 3.) a vastestű indukciós készülék. A transzformátor elnevezés (a hagyomány szerint) Bláthytól származik. „Újítások az indukciós készülékeken villamos-áramok transzformálása céljából” 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Köpenytípusú transzformátor (a Szabadalmi Hivatal számára készült) Teljesítménye 60 watt áttétele: 5,6/60 Feltételezés: Váltakozó feszültség hiányában galvánelem szaggatott áramával táplálta a transzformátort, amely szénszálas izzót működtetett. Hátrányai: A vasköpeny nehezítette a hőleadást, nehéz volt szétszerelni, javítani. Másolat, eredeti példány nem maradt fenn 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Magtípusú transzformátor Lágyvas huzalból készült vasmag Másolat, az eredeti 1885. május 15-én készült 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

CÉLJA: a feszültség pontos átalakítása mérés céljára A 67. gyártási számú, első feszültségváltó (eredetije a Bécsi Technikai Múzeumban van) hiteles, működésképes másolata pedig az Elektrotechnikai Múzeumban ) CÉLJA: a feszültség pontos átalakítása mérés céljára 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Dugaszolással 1:5 feszültség-növelő üzemmódban 20 V-ról 100 V-ra növeljük a feszültséget 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

3. Az izzólámpa fejlődéstörténete és alkonya A világ első wolframszálas izzólámpáját Újpesten, 1903-ban készítették; a lámpát Just Sándor és Hanaman Ferenc (az Egger anyavállalat kutatói) által kidolgozott szabadalmak védték. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Miért szeretnék az izzólámpákról beszélni? Az Európai Unió energiaügyi hatósága 2015 után csupán a múzeumokban kívánja látni Thomas Alva Edison 1879-ben szabadalmaztatott izzószálas villanykörtéjét. Előzmények: 2007. február 2-án Ausztrália miniszterelnöke bejelentette, hogy 2010-ig kivonják a forgalomból a hagyományos izzókat (a kyoto-i egyezményt nem írták alá). 2007. június 5. G8 csúcs: megnyilatkozik az európai szakma (GE, Havells Sylvania, Osram, Philips és az ELC más tagjai javasolják az energiahatékony világítás megvalósításának lehetőségeit). 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Tények, előtanulmányok Magyarország éves áramfogyasztásának megfelelő mennyiségű energia vész kárba az Európai Unióban az összes kikapcsolt, de készenléti állapotban tartott elektromos berendezés miatt - állítja az Európai Bizottság. Ugyanennyit, (nagyjából 30 milliárd kilowattórányi energiát) meg is lehetne spórolni, ha kötelező EU-szabvány szerint működnének az úgynevezett standby üzemmódba helyezhető elektromos készülékek. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

  Az európai háztartások 97 százalékában még mindig a hagyományos, energiatakarékosnak nem nevezhető, viszont jutányos áron kapható villanykörte világít. A felhasznált energia jó része nem fényként hasznosul bennük, hanem hővé alakul. Egy wattból ugyanis mindössze 5 százalékos hatásfokkal 15 lumen fényt sugároznak. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Megoldások. Apró otthoni trükkök Televíziónk készenléti állapotban fogyasztja el napi energia-felvételének akár 30-40%-át is. Ezért lehetőleg kevés időre hagyjuk ilyen standby üzemben! Ugyanezt tegyük a többi szórakoztató-elektronikai eszközünkkel és irodai berendezésünkkel, melyek hasonlóképpen „ugrásra kész” állapotból is indíthatók. Nem jelent azonban valódi megtakarítást, ha a lámpát akkor is lekapcsoljuk, ha csak egy-két percre megyünk ki a szobából. A ki-be kapcsolgatás ugyanis az izzólámpa élettartamát lényegesen lerövidíti. Leginkább energiatakarékos égőkkel lehet takarékoskodni. A kompakt fénycsövek közül az újabbak már csak ötödannyi árammal működnek, mint az azonos teljesítményű izzólámpák, és fénykibocsátásuk nagyobb. Gazdaságos működésük behozza jóval nagyobb beszerzési árukat. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Most pedig nosztalgiázzunk egy keveset… Az izzó testek fényt gerjesztenek, és így a körülöttük levő teret megvilágítják. A villamos áram a vezetőn áthaladva azt az áram erősségének és a vezető ellenállásának megfelelően felmelegíti. Ha ugyanazon áram különböző ellenállású vezetőkön megy át, az fog közülük legjobban felmelegedni, esetleg izzásba jönni, amelyiknek legnagyobb az ellenállása. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

A legrégebbi az 1840-es évek kísérleteinek rekonstrukciója, üveggömbben (de levegőben) izzó platina spirállal. Platinát használtak, mert ez melegedvén, körülbelül úgy terjed ki, mint az üveg. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Vákuum Wolfram Hosszúszálas 1906 Az izzólámpa fejlődéstörténete Vákuum Wolfram Hosszúszálas 1906 N+Ar Wolfram spirál 1913/14 Vákuum szénszál 1879 Kripton duplaspirál 1936 Halogén 1980 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Vákuum Wolfram Hosszúszálas 1906 N+Ar Wolfram spirál 1913/14 Vákuum szénszál 1879 Kripton duplaspirál 1936 Halogén 1980 A kísérletünkben szénszálas, hosszúszálas wolfram izzó, spirál szálas izzó, kripton, és végül egy halogén izzó fényleadását vizsgáljuk. Jól érzékelhető, hogy a fejlesztés eredményeként egyre nagyobb a szál hőmérséklete. A fény mind fehérebb. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Az Edison-féle izzólámpa Nagy ellenállású és huzamosabb, egyenletes izzásra alkalmas a vékony szénfonal, ha az elégés ellen oxigénmentes, légüres térben van. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

A Tungsram 1906-ban. megvásárolta Just Sándornak A Tungsram 1906-ban megvásárolta Just Sándornak és a horvát származású Franjo Hanaman-nak a wolframszál előállítására vonatkozó szabadalmát, és megkezdte az izzó gyártását. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Az Egyesült Izzó 1921-ben kutató laboratóriumot hozott létre, amelyben az izzólámpák folyamatos tökéletesítése során Bródy Imre (1891-1944) feltalálta az kriptonlámpát. Az izzólámpákban használt argon-nitrogén gázkeverék helyett a hosszabb élettartamot és jobb hatásfokot biztosító kripton-xenon töltést használta. Polányi Mihállyal együttműködve 1934-ben kidolgozta a kripton-xenon keveréknek a levegőből történő előállítási technológiáját . 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

LED, magyarul fénykibocsátó dióda A jövő LED, magyarul fénykibocsátó dióda Az egyik vezető fénycső gyár LED-nek nevezett (light emitting diode = fényt kibocsátó félvezető) világítótestei egy watt energiával 75 lumen fényt sugároznak, de már kísérleteznek az OSTAR LED-ekkel, amelyek vékony felső rétegére tükrözik a fotonokat, s ezáltal 150 lumen/wattal sugároznak, higanymentesek ,és 60 ezer óra az élettartamuk. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

4. Jákob-létra (Jacob’s ladder) ……………………………………. a Jákob-létra végtelenbe vesz s a nagy eposznak vége sohse lesz. Babits Mihály: Hadjárat a semmibe Strófák egy képzelt költeményből …Jákob ószövetségi pátriárka testvére, Ézsau elől menekült, akitől az elsőszülöttség jogát ravasz csellel szerezte meg. Mikor megpihent a szabadban, feje alá egy követ rakott. Álmában egy létra ereszkedett le a mennyből. Az Úr angyalai jártak le-fel a létrán…. A bibliai Jákob-létra 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

A Jákob-létra egy egyszerű nagyfeszültséget szemléltető eszköz n2=24000 menet n1=600 menet A Jákob-létra egy egyszerű nagyfeszültséget szemléltető eszköz U2=9200 V U1=230 V I1=max2,5 A Az egyetlen fontos eleme egy nagyfeszültségű transzformátor, amely maximum 20 mA-es áramerősségre képes. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

A kísérlet felépítése: Nagyfeszültségű transzformátor (maximum 20 mA) Két egymástól kis szögben elhajló fémrúd (A két fémrúdat egymástól jól el kell szigetelni) Működése: Az átütés pillanatában nagy mennyiségű ionizált levegő keletkezik, ami a magas hőmérséklet miatt (3000 C fok) felfelé száll. A nagyfeszültségű ív pedig követni fogja a már ionizált levegőt, közben még több levegőt ionizál, így egyre hosszabb, vastagabb, de halványabb lesz. A létra végén pedig már nem tudja tovább követni a már nagyon felkavarodott levegő útját, így a folyamat kezdődik elölről. A fémrudak érintése rendkívül életveszélyes! 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

5. A sugárzó energia mechanikai munkává alakítása Erős fényű lámpával rávilágítunk a radiométerre, a benne levő kerék forogni kezd. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Crookes által feltalált készülék, mely legegyszerűbb alakjában egy csúcsra állított vízszintes síkban, lehetőleg könnyen forgó négyágú kis szélkerékből áll, melynek küllői alumíniumból, lapátjai pedig valamelyik oldalukon korommal bevont csillámlemezekből készülnek. Radiométer Egy fényforrás sugarainak behatása alatt a kis lapátos kerék forgásnak indul. A kormozott lapok a sugarak elől hátrálnak. A kísérletek azt mutatják, hogy a forgást különösen a hőhatású sugarak idézik elő. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Szikrainduktorral kis katódsugárcsövet táplálunk, amelyben a fény-radiométerhez hasonlóan kis kerék van, amely a katódsugár hatására forogni kezd. A kerék lapátjai különböző fluoreszkáló festékekkel vannak bevonva, amelyeknek fénye jól érzékelteti a kis kerék forgását. 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

5. Foglakozások 10-14 éves diákok által előállított kísérleti eszközök 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

A Jedlik terem 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.

Irodalom dr. Újházy Géza; Őstranszformátorok 1990. Verebélÿ László, Jedlik Ányos két úttörő találmánya 1994. dr. Jeszenszky Sándor; Jedlik Ányos az első magyar elektrotechnikus 2000. http://www.erak.hu/szemelvenyek/kompetenciafogalom.pdf http://www.youtube.com/watch?v=k7JTyRBfeF4&mode=related&search=csavarmotor http://www.youtube.com/watch?v=k7JTyRBfeF4&mode=related&search=csavarmotor http://www.sparkmuseum.com/MOTORS.HTM http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/faradaymotor/index.html http://www.sparkmuseum.com/MOTORS.HTM Összes motor típus http://www.greenfo.hu/hirek/hirek_item.php?hir=17086 http://www.kislexikon.hu/radiometer.html 51. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató BÉKÉSCSABA, 2008. március 26. - 30.