Versuch 51

Wir modellieren die Ausbreitung von Aktionspotentialen in einer Nervenzelle.

Versuchsaufbau

Versuchsaufbau mit Funktionsgenerator, Oszilloskop, verschiedenen Kabeln, Lötstation, Platine und Bauteilen.

Funktionsgenerator

Die Wechselspannungen werden mit einem Funktionsgenerator TTi TG 330 erzeugt.

Unter Function lassen sich dreieck-, rechteck- und sinusförmige Signale erzeugen, mit Symmetry können diese auch asymmetrisch verzerrt werden. Mit Amplitude und Attenuator lassen sich Amplituden im Bereich zwischen 0 und etwa 10 V einstellen, zusätzlich kann ein Offset gewählt werden. Die Frequenz lässt sich mit dem Drehknopf Frequency und den Tasten Frequency Range über einen Bereich von 0...3 MHz variieren.

📄 TTi Datasheet.pdf

Oszilloskop

Die Signale werden an einem Digitaloszilloskop LeCroy WaveAce 1001 dargestellt.

Das Video soll eine zusätzliche Motivation für den Praktikumsversuch sein. Es ersetzt nicht die Vorbereitung auf den Versuch. Die im Video gezeigten Experimente entsprechen nicht unbedingt den Aufgaben in der Versuchsanleitung.

Das Oszilloskop dient allgemein zur Darstellung von Spannungen (Vertical) gegen Zeiten (Horizontal). Das hier verwendete Oszilloskop hat zwei Kanäle, d.h. es gibt zwei Eingänge für Spannungen 1 und 2 und entsprechend zwei Kurven auf dem Display.

📄 LeCroy Datasheet.pdf

Verbinder und Kabel

Funktionsgenerator und Oszilloskop verwenden die weitverbreiteten BNC-Steckverbinder, koaxiale Stecker mit einem Bajonettverschluss, gut geeignet für Wechselspannung mit Frequenzen bis etwa 1 GHz.

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/BNC-Steckverbinder

Die verwendeten Kabel sind zweipolige Koaxialkabel mit Innen- und Außenleiter, meist vom Typ RG-58.

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Koaxialkabel

Die Signale werden mit Abgreifklemmen kontaktiert, die mit einem BNC-Banane-Adapter verbunden sind.

Lötstation

Lötstation Weller PU 81 mit regelbarer Lötkolbentemperatur.

Lötzinn, dritte Hand mit Lupe, Pinzette, Zange und Seitenschneider.

Platinen aus Kunststoff und Hartpapier, mit Löchern im Rastermaß 2,54 mm, mit und ohne Leiterbahnen.

Bauteile

Einige Symbole für die schematische Darstellung von elektrischen Schaltungen in Form von Schaltplänen.

Für Widerstände werden die nominellen Werte und die Toleranzen durch farbcodierte Ringe angegeben.

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Widerstand_(Bauelement)

Widerstände in verschiedenen Bauformen: Metallschichtwiderstand mit 47,5 Ω 0,5 W 1% (gelb-violett-grün-rot-braun), Kohleschichtwiderstand mit 1 kΩ 0,5 W 5% (braun-schwarz-rot-gold), Hochlastwiderstand 0,33 Ω 5 W 5%, Hochlastwiderstand 10 Ω 25 W 1%.

Kondensatoren in verschiedenen Bauformen: Keramik-Plattenkondensator mit 47 nF ("473"), Keramik-Mehrschichtkondensator mit 680 nF ("684"), Folienkondensator mit 1 µF ("1,0/63") und ein Elektrolytkondensator mit 2,2 µF ("2.2µF/50V"), der nur mit Gleichspannung betrieben werden darf.

Gefahren

Elektrische Ströme durch den menschlichen Körper können gefährlich sein. Die Gefahr ist abhängig von der Stromstärke und der Einwirkzeit. Wechselstrom ist gefährlicher als Gleichstrom.

Bei Kontakt mit einer Spannungsquelle hängt der zur Erde fließende Strom vom Widerstand des Körpers (Größenordnung 1 kΩ) und den Kontaktwiderständen an der Haut (sehr unterschiedlich) ab.

🔗 https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/widerstand-spez-widerstand/grundwissen/gefahr-durch-strom-und-koerperwiderstand