25.03.13 Ferienaktion "Physik fetzt" in Kooperation mit der Stadt Regensburg 2013

Zum dritten mal kamen in den Osterferien 22 Jugendliche zwischen 12 und 16 Jahren in das Schülerlabor der Fakultät für Physik. Vom 25.03. bis zum 28.03.2013 arbeiteten die Schülerinnen und Schüler an verschiedenen Themen aus Physik und Technik.

Roboter-Bienen

Die Roboter-Biene hat einen Körper aus Holz, der auf zwei Elektromotoren steht, die die Biene vorwärtsbewegen. Die beiden Fühler sind mit Microswitches verbunden (Wechselschalter): fährt die Biene mit einem Fühler an ein Hindernis, wird die Polarität des betroffenen Motors umgekehrt, die Biene dreht sich und kann so dem Hindernis ausweichen.

 

Auf den Körper kommen Flügel und Körper (Holz), der in typischen "Bienenfarben" (gelb/schwarz) angemalt wird.

Im Vordergrund des Bildes sind die angmelaten Körper zu erkennen.

Rennauto

Das Chassis des Rennwagens wird aus Blech ausgeschnitten und in die passende Form gebogen. Die Kanten werden entgratet, anschließend wird der Fahrersitz aus dem Bodenblech hervorgebogen.

Das Chassis bekommt in mehreren Schritten die passende Lackierung.

Die Bohrung der Reifen muss etwas aufgeweitet werden, damit sie auf die Achse (4mm Gewindestange) passen. Anschließend werden die Reifen zwischen zwei gekonterten Muttern befestigt.

Endmontage: um die Lenkung zu justieren ist viel Fingerspitzengefühl erforderlich. Im hinteren Teil des Autos sieht man den Elektromotor, der über ein Schneckengetriebe die Kraft auf die Achse bringt.

Jetzt fehlen noch der Sitz, der Motor und die Batterie...

Der gelbe Flitzer ist fertig.

Schüttellampe

Wie oft kommt das vor: man benötigt eine Taschenlampe immer genau dann, wenn ihre Batterien leer sind! Ab jetzt ist das kein Problem mehr mit der Schüttellampe! Die Schüttellampe ist eine Taschenlampe mit vier superhellen LEDs (20000 cd), die von einem großen Kondensator (Goldcap) versorgt werden.
Der Kondensator wird durch Induktion geladen: im Inneren der Lampe befindet sich ein Magnet, der sich im Gehäuse rauf- und runter bewegen kann.

Außen am Gehäuse ist eine Spule angebracht: bewegt sich der Magnet durch die Spule, entsteht eine Induktionsspannung, die den Kondensator auflädt.

UKW Radio

Ein große Herausforderung: Selbstbau eines UKW-Radios. Vorlage: Schaltplan, Platine, Bestückungsplan...

Viel Lötarbeit steht an...

Und so sieht das fertige Radio ohne Gehäuse aus: gut zu sehen sind die beiden selbstgewickelten Spulen.

Besonders wichtig ist das sorgfältige Arbeiten, die Platine ist komplex, die Bauteile klein.

Am Schluss ist man sehr stolz auf das Ergebnis!

Uhr mit Hintergrundbeleuchtung

Hier wird Plexifolie geschnitten, durch das später das Licht durchscheinen soll.

Die Form des Gehäuses ist beliebig, z.B. ein Dreieck.

Das Quartzwerk wird von hinten durch das Zifferblatt - hier in Herzform - gesteckt, anschließend werden die Zeiger befestigt.

So sieht die fertige Herzuhr aus. Sechs Weißlicht-LEDs sorgen für eine stimmungsvolle Hintergrundbeleuchtung.

Das Levitron

Sicherlich eines der Highlights der diesjährigen Osteraktion: das Levitron. Die kleine Kugel scheint magisch in der Luft zu schweben - in Wahrheit ist das nur Physik: die Gewichtskraft der Kugel wird durch eine attraktive Magnetkraft kompensiert.

Zwischen dem Elektromagneten (Spule) und der Magnetkugel ist (im Inneren des Schlauchs) ein Hallelement, das eine Spannung entsprechend dem dort vorherrschenden Magnetfeld generiert. Verändert sich die Position der Kugel, verändert sich entsprechend die Hallspannung. Über einen Regelkreis wird mit dieser Spannung der Strom durch den Elektromagneten gesteuert, dadurch wird der Kugelabstand wieder zurückgeregelt.

Die Kabel werden an das Hallelement angelötet.

Im Bild zu sehen ist links die Steuerung, die etwa 60 mal pro Sekunde den Abstand misst und den Spulenstrom entsprechend nachregelt.

Raketenallerlei

Kurz vor dem Start: die Flasche ist zur Hälfte mit Wasser gefüllt. Durch das Wasser hindurch wird Luft mit einem Druck bis zu 6 bar in die Flasche gepumpt. Nach dem Lösen des Halteventils geht die Flasche ab wie eine Rakete,,,

Die traditionellen Raketen dürfen natürlich nicht fehlen! Aufgrund des schlechten Wetters haben wir diesmal keine Stickstoffrakete gezündet, dafür aber mehrere Wasser-Luft-Raketen und ein paar Streichholzraketen.

Perfektes Design!

Reed-Motor

Der Reed-Motor ist ein einfacher Elektromotor aus Spule, zwei Magneten und einem Reedkontakt:

auf der Achse sind zwei Permanentmagnete befestigt: während der vordere Magnet von der stromdurchflossenen Spule angezogen wird, unterbricht der hintere Magnet über den Reedkontakt den Stromkreis der Spule. 

 

Im Video wird der Motor einjustiert, d.h. der Abstand des Reedkontakts eingestellt. Dafür ist hier an dem Läufer ein dünnes Drahtfähnchen angebracht, mit dessen Hilfe die Umdrehungsgeschwindigkeit über eine Gabellichtschranke bestimmt wird.

Homopolarmotor

Der einfachste Motor der Welt: eine Batterie, ein Magnet - und ein Stückchen Draht. Mit ein wenig Geschick wird daraus ein beeindruckender Motor.

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