Hörnertrafo

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Hinweise zur Durchführung

Dieser Versuch ist einer der wenigen wirklich gefährlichen im Physikunterricht. Vor einigen Jahren kam ein Lehrer bei der Durchführung ums Leben. Ihm war bei der Vorführung der Aufbau umgekippt und beim Versuch den Aufbau zu retten erlitt er einen tödlichen Stromschlag. Der Versuch sollte also möglichst standfest aufgebaut werden.
Bei trockener Luft braucht man etwa eine Potentialdifferenz von 1 kV pro mm Abstand, d.h. man verwendet als Primärspule eine Netzspule mit 500 Windungen und auf der Sekundärseite eine Spule mit 23000 Windungen. Um den Überschlag zu erleichtern, kann man die beiden Drahthörner an den Stellen, an denen sich der Lichtbogen bilden soll, mit feinem Schleifpapier kurz abschmirgeln.
Die Kerze erhöht durch die Verbrennungsgase die Leitfähigkeit der Luft, so das der Lichtbogen sich schneller aufbaut. Durch die erzeugte Konvektion steigt der Lichtbogen gut auf. Das Experiment ist aber auch ohne Kerze möglich.
Löst sich der Lichtbogen nicht und verweilt an der engsten Stelle zwischen den Hörnern, dann sollte der Versuch abgebrochen und der Abstand neu justiert werden. Die Temperatur des Lichtbogens ist so groß, dass das Metall an dieser Stelle schmilzt und die Hörner danach unbrauchbar sein können.
Zwar befindet sich an der Netzspule ein Schalter zum Ein- und Ausschalten, aber es empfiehlt sich den Hörnertrafo über eine Steckerleiste oder den Schalter am Lehrertisch zu schalten.

Oft ist beobachtete Praxis, dass der Experimentator bei angeschalteter Netzspule die beiden Hörner so lange aufeinander zubewegt, bis der Funke überschlägt. Diese Vorgehensweise ist lebensgefährlich und grob fahrlässig. Auch wenn es lästig erscheint: Die beiden Funkenhörner dürfen nur in spannungsfreiem Zustand bewegt werden. Das ständige Aus- und Einschalten mit anschliesendem Näherrücken der Drahtbügel ist zwar zeitaufwendig aber dringend geboten.

Didaktische und schulartspezifische Hinweise

Für Schüler ist dieser Versuch einer der spektakulärsten ihrer Schullaufbahn. Dass "Luft brennen kann", prägt sich bei vielen Schülerinnen und Schülern lange ein. Auch ist es einer der Versuche, bei dem man elektrischen Strom "sehen und hören" kann. Es bietet sich also an diesen Versuch möglichst am Anfang des Kapitels über "Wirkungen des elektrischen Stroms" einzubauen. Der Hinweis, dass es sich um einen wirklich gefährlichen Versuch handelt, steigert die Aufmerksamkeit ungemein, ebenso wie die Angabe der Temparatur (bis zu 17000 K).

Der Versuch bietet sich aber auch bei Thema Leitfähigkeit oder bei Gefahren des elektrischen Stroms an.

Weiteres Material und Links

Videos (In Bearbeitung)

Transformator (Spannung)
Hochspannungsleitung

Links

Leifi	Transformator
	Schweißen
Wikipedia	arcing horns
	Lichtbogen
Youtube	Kurzschlüsse mit Lichtbögen
...	Lichtbogen beim Trennen
	Plasmalampe
Phet	Faradaygesetz
3Sat	hitec: Blitze
Deutsches Museum	Hochspannung
Humbold Universität	Hörnertrafo