Országos Műszaki Múzeum Elektrotechnikai Múzeuma

Az előadások a következő témára: "Országos Műszaki Múzeum Elektrotechnikai Múzeuma"— Előadás másolata:

1 Országos Műszaki Múzeum Elektrotechnikai Múzeuma
ÉRDEKES KÍSÉRLETEK AZ ELEKTROTECHNIKAI MÚZEUMBAN Jarosievitz Zoltán Országos Műszaki Múzeum Elektrotechnikai Múzeuma 1075 Budapest, Kazinczy u.21. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

2 „A gyermek figyelmét és képességeit semmiféle nevelési módszer nem éleszti annyira, mint a kíváncsiság ösztönének izgatása” . (Márai Sándor:Röpirat a nemzetnevelés ügyében) 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

3 Néhány gondolat, ami aktuális 2008 tanév végén is:
Fizikatanári szemmel az Elektrotechnikai Múzeumban Néhány gondolat, ami aktuális 2008 tanév végén 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 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

4 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

5 Néhány kísérletet Önöknek is szeretnék bemutatni.
Az Elektrotechnikai Múzeumban kérésre „Rendkívüli fizikaórákat” tartunk. Néhány kísérletet Önöknek is szeretnék bemutatni. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

6 1.Elektrosztatikus motor
Influenciagép SZERKEZETE ÁLLÓRÉSZ: Alufóliával bevont tejfölös poharak TŰPÁR FORGÓRÉSZ: Alufólia-csíkokkal bevont tejfölös pohár 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

7 MŰKÖDÉSE A palack előbb lassan, majd egyre gyorsabban forog: A csúcshatás miatt az egyik tűről elektronok lépnek a palackra, a másik tű pedig "leszívja" azokat. A tűpárok és a töltéssel rendelkező palack között fellépő taszító, illetve vonzó erők forgatónyomatéka azonos irányú forgást eredményez. A forgásirány esetleges. Azáltal is megszabhatjuk, hogy a kísérlet kezdetén egy mozdulattal kissé elfordítjuk a palackot 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

8 2. 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 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

9 Faraday-motor (1821) Egy alátámasztott acélmágnesrúd egyik vége forog az áramvezető körül, vagy áramvezető forog rúd alakú acélmágnes egyik sarka körül. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

10 Faraday-motor Vezető Rúd alakú mágnes Szódabikarbóna oldat
32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

11 Faraday-motor B F I 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

12 Barlow kereke 1822-ből 32. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június

13 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”. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

14 A multiplikátor tekercs áll, benne forog az elektromágnes;
A találmány lényegét maga Jedlik írja meg Heller Ágosthoz 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

15 3. Őstranszformátor A világon először szerepel leírt szövegben a „TRANSZFORMÁTOR” elnevezés 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

16 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 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

17 Zipernowsky Károly és Déri Miksa 1885. jan. 2
Zipernowsky Károly és Déri Miksa jan 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

18 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” 32. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június

19 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 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

20 Magtípusú transzformátor
Lágyvas huzalból készült vasmag Másolat, az eredeti május 15-én készült 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

21 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 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

22 Dugaszolással 1:5 feszültség-növelő üzemmódban 20 V-ról 100 V-ra növeljük a feszültséget
32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

23 4. 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

24 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). 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 22–26.

25 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. 32. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

26   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. 32. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június

27 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

28 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

29 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

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 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

31 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

32 A Tungsram 1906-ban. megvásárolta Just Sándornak
A Tungsram ban megvásárolta Just Sándornak és a horvát származású Franjo Hanaman-nak a wolframszál előállítására vonatkozó szabadalmát, és megkezdte az izzó gyártását. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

33 Az Egyesült Izzó 1921-ben kutató laboratóriumot hozott létre, amelyben az izzólámpák folyamatos tökéletesítése során Bródy Imre ( ) 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 . 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

34 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

35 5. 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 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

36 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. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

37 A kísérlet felépítése:
Nagyfeszültségű transzformátor (maximum 20 mA) Két egymástól kis szögben elhajló fémrúd (A két fémrudat 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! 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

38 A képen látható eszközöket 10-14 éves diákok készítették.
6. Foglakozások A képen látható eszközöket éves diákok készítették. 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

39 1. Oersted kísérlete (1820) áramforrás árammal átjárt vezető mágnestű
É árammal átjárt vezető mágnestű D + 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

40 2. Az áramjelző alkalmazása
32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

41 3. Gemkapocs motor 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

42 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, 2008
32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

43 A Jedlik terem 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

44 Irodalom dr. Újházy Géza; Őstranszformátorok 1990.
Verebélÿ László, Jedlik Ányos két úttörő találmánya 1994. dr. Jeszenszky Sándor; Jedlik Ányos az első magyar elektrotechnikus Összes motor típus 32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.

45 KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMET
32. Általános Iskolai Fizikatanári Ankét és Eszközbemutató GYULA, június 23–26.