Äquipotential-Flächen Anwendung im EKG Versuch

Inhalt Elektrischer Dipol Feldstärke und Potential um einen Dipol Messung des Potentials Äquipotentialflächen, Äquipotentiallinien Der „Elektrolytische Trog“ Kompensations- oder Brückenschaltung

Statischer Dipol im isolierender Umgebung (Vakuum) Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau

Dipol im Elektrolyten, umgeben von einem isolierendem Rahmen Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau Die Ionen im Wasser verschieben sich, bis die Feldlinien parallel zum isolierenden Rahmen verlaufen: Der Dipol wird nach außen abgeschirmt

Ableitung und Äquipotentiallinien im schwach leitenden Medium Volt 0,1 Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau 0,05 Bei dieser Ableitung liegen die Elektroden zu Beginn des Herzschlags auf einer Äquipotentiallinie, deshalb ist die Spannung zu Beginn des Herzschlags Null.

Statischer Dipol im „Elektrolytischen Trog“ Vorteile des „Elektrolytischen Trogs“: homogene Leitfähigkeit hoher Widerstand Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau Potential-Messung (=Messung der Überführungsarbeit) erfordert Ladungstransport, also Stromfluss: Deshalb ist eine (schwach) leitende Umgebung erforderlich: Der „Elektrolytische Trog“

Elektrolytische Leitung bei Gleichspannung Kation mit Hydrathülle Anion mit Hydrathülle Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau Elektrolyte leiten durch Ionentransport: Bei Gleichspannung lagern sich im Laufe der Zeit an den Elektroden Ionen entgegen gesetzter Ladung an: „Depolarisation“ ändert die Ladungsverteilung bis zur Neutralisierung

Elektrolytische Leitung bei Wechselspannung Kation mit Hydrathülle Anion mit Hydrathülle Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau Messung mit Wechselspannung vermeidet die Depolarisation

Messung eines Potentials im Elektrolytischen Trog B C Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau A Bei stromlosem lnstrument liegen die Punkte B und C auf gleichem Potential, d. h. die Überführungsarbeit für eine Ladung zwischen A und B ist gleich der zwischen A und C

Vorteil der „Brückenschaltung“ Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau Die Spannungsquelle im Trog bleibt bei der Messung -bei stromlosem lnstrument- unbelastet

Messung der Äquipotential-Linie B C Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau U = l / l0·U0 A U0 Auf der Äquipotentiallinie bleibt das Potential unverändert – und damit das Instrument auf Null

Messung bei „Verstimmung“ der Brücke C Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau U = l / l0·U0 A U0 Wechselt B die Potentiallinie, dann fließt Strom durch das Instrument vom Dipol zum Widerstand. –Der Abgriff C am Widerstand muss auf „stromlos“ nachjustiert werden

Zusammenfassung Linien gleichen Potentials („Äquipotential-Linien“) schneiden die Feldlinien des elektrischen Feldes im rechten Winkel Ein Potential zwischen zwei Punkten ist der Quotient aus Überführungsarbeit (Zähler) und der überführten Ladung (Nenner) Überführungsarbeit kann nur in leitendem Milieu bestimmt werden: Der „elektrolytische Trog“ bietet eine dafür geeignete, leitende Umgebung mit Ionenleitung stabile Ladungsverteilung homogene Leitfähigkeit hoher Widerstand Spannungen sind mit Hilfe von Kompensations- oder „Brückenschaltungen“ ohne Stromentnahme aus der zu messenden Quelle messbar

Statischer Dipol im „Elektrolytischen Trog“ finis Feldlinien: Orange, Äquipotential- Linien: Himmelblau (Glücks-) Schweinchen in seinem „Trog“