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Zeitaufgelöste Messungen am magnettomographischen Versuchsaufbau

Birgit Pühringer

Birgit Pühringer

Hier wird eine mit leitfähiger Flüssigkeit gefüllte Säule betrachtet, die von Wechselstrom durchflossen wird. Das dadurch resultierende Wechselfeld induziert in kreisförmig um die Säule angeordneten Spulen eine Spannung, die gemessen wird.
Der verwendete Aufbau stammt aus einer vorangegangenen Arbeit, in der der aus den induzierten Spannungen auf die Position der Säule geschlossen worden ist.

Nun soll im nächsten Schritt untersucht werden, wie sich in der Säule platzierte, nichtleitende Objekte auf das Magnetfeld an den Spulenpositionen und damit auf die gemessenen Spannungen auswirken.
Zunächst betrachtet man einen nichtleitenden Stab in der Säule und untersucht den Zusammenhang zwischen seiner Position und den gemessenen Werten. Anschließend erweitert man das Problem um eine Dimension und ersetzt den Stab mit einer Kugel.
Die Ergebnisse werden auch mit den Resultaten aus Rechnung und Simulation verglichen.
Abschließend zieht man die Kugel während der Messung nach oben und bestimmt aus den Messwerten deren Hochziehgeschwindigkeit.

Figure 1: The alternating voltage between the elektrodes is generated by the waveform generator and amplified by the power amplifier. The multimeter measures the current through the pipe. The amplifiers in the grey boxes amplify the induced voltages of the coils. Their outputs are connected to the break-out box of the data acquisiton card. The DC power-supply supplies the amplifiers with the needed voltage.

Abbildung 1: Das an den Elektroden anliegende Spannungssignal wird vom Funktionsgenerator erzeugt und vom Leistungsverstärker verstärkt. Das Multimeter erfasst den Strom durch die Säule. Die in den Spulen induzierten Spannungen werden zunächst mit Hilfe der Instrumentierungsverstärker, die sich in den grauen Boxen befinden, verstärkt und dann über die Datenerfassungskarte eingelesen. Die Gleichspannungquelle dient der Versorgung der Verstärker.

Keywords: Magnettomographie, Biot-Savart, Stromdichteverteilung

22. April 2016