Windgeschwindigkeitsmessgerät

Beschreibung

Ein Windgeschwindigkeitsmessgerät nach dem Vorbild des Luftmassenmessers wird aus zwei Glühbirnen gebaut. Das Gerät kann z.B. an einem Fahrrad montiert werden, dann gibt der Fahrtwind die Windgeschwindigkeit vor.

Kategorie

SuS-Versuch

Materialien

Zwei Glühbirnen; ein Stück Rohr mit ca. 1cm Durchmesser, z.B. alter Federkraftmesser; Spannungsquelle; Messgerät.

Versuchsaufbau

Von einer der Glühbirnen wird der Glaskolben entfernt. In das Rohr wird von der Seite ein Loch gebohrt. Die Glühbirne ohne Glaskolben wird in das Loch geklebt, so dass der Glühdraht in das Rohr ragt. Beide Glühbirnen werden in Reihe geschaltet und bilden einen Spannungsteiler. An einer der Glühbirnen wird die Spannung gemessen, Wind wird durch das Rohr gepustet.

Durchführung

Bei der Glühbirne ohne Glaskolben glüht der Draht nicht mehr, da er zu stark von der umgebenden Luft gekühlt wird. Sobald Wind durch das Rohr strömt wird der Draht noch weiter gekühlt und sein Widerstand ändert sich. Dadurch ändert sich der Drahtwiderstand und das Widerstandsverhältnis im Spannungsteiler, eine Änderung der Spannung kann gemessen werden.

Auswertung und Beobachtung

Zunächst einmal zeigt der Versuch ein interessantes Messverfahren um Windgeschwindigkeiten zu messen. Tatsächlich eine Geschwindigkeit bestimmen lässt sich, wenn der Sensor kalibriert wird und gemessene Spannungen bei bekannten Geschwindigkeiten einmal notiert werden.

Hinweise für Lehrkräfte

Für die Kalibrierung kann der Sensor z.B. an einem Fahrrad angebracht werden. Dann ist der Fahrtwind die gemessene Strömung mit bekannter Geschwindigkeit (z.B. zusätzlich Tachometer anbringen). Falls der Sensor zu empfindlich ist kann das Strömungsrohr mit Alufolie eingeengt werden, so dass grundsätzlich weniger Luft durchströmen kann. Bei zu hoher Geschwindigkeit ist sonst keine Änderung der Spannung mehr messbar.

Alternativ könnte man auch das Rohr komplett weglassen und den Sensor für die Windgeschwindigkeit nutzen, z.B. für den Bau einer Wetterstation.

GBU

Glasscherben könnten scharf sein und beim Zerschlagen der Glühbirne ins Auge springen (Schutzbrille?); sonst normale Alltagsgefahren

Quelle/Autoren

Hannes Weber

Schlagworte

Luftmassenmesser; Strömungsgeschwindigkeit durch Rohr; Wetterstation