Verslagen Radiocafé

Verslag 15 november 2011: de compensator van Dr. Bleeker

Deze avond eerst besproken de compensator van Dr. Bleeker, die door Bertus vander Vinden werd meegebracht, ten einde daar wat meer over te weten te komen. Een dergelijk meetinstrument dient voor het zeer nauwkeurig meten van spanningen. De te meten spanning wordt tegengesteld geschakeld aan een regelbare bekende spanning. Als de twee spanningen even groot zijn is er een tussen verbonden galvanometer stroomloos. De te meten spanningsbron levert dan geen stroom zodat niet de klemspanning, veroorzaakt door inwendig spanningsverlies over de inwendige weerstand wordt gemeten, maar de elektromotorische kracht van de spanningsbron.

Een meetsysteem door Poggendorff beschreven in 1841. Reden voor mij om wat oude boekwerken daar op na te slaan. Wat mij al direct opvalt dat Electrotechniek geschreven door P. van Cappelle in 1893 zo’n 1047 pagina’s telt. Een zelfde verhandeling door H.A. Romeijn in 1910 slechts 328 pagina’s. Het boekje dat ik voor studie na mijn MULO-opleiding kreeg van H.H. van Marle geschreven in 1944 maar 149 pagina’s telt. Leren wij steeds minder van deze techniek?

Het is Alesandro Volta, een Italiaans natuurkundige, die het eerste galvanische element uitvond in 1796. Een stapel van zinken plaatjes en koperen plaatjes, om en om met daar tussen een elektrolyt van verdund zwavelzuur. Deze zuil heeft maar een gering vermogen. Het potentiaal wordt uitgedrukt in volt. Wij zijn gewend te werken met de zogenaamde nationale volt op grond van de wet van Ohm. Deze is voor het eerst beschreven in 1826  in zijn boek ”Die galvanische Kette, mathematisch betrachtet”. Deze wet geeft aan dat de spanning tussen twee eindpunten van een stroomgeleider van 1 ohm waar 1 ampère door loopt 1 volt bedraagt. Waarbij de weerstand omgekeerd evenredig is met de stroom.

Zo leren wij dat op school. De absolute volt echter is gedefinieerd als het potentionaal verschil tussen twee punten op een draadvormige geleider waar een stroom van één absolute ampère door vloeit, terwijl het opgenomen vermogen in die draad 1 watt bedraagt. Het verschil is tussen deze uitkomsten is maar klein namelijk 1 volt int. = 1,00034 Vabs. Echter voor precisie metingen kan dat belangrijk zijn. Veel is hierover te vinden in het boek geschreven door Arthur O. Bauer in 2000. Ook daarin worden compensatoren beschreven. Van de meegebrachte compensator van Dr. C.E.Bleeker N.V. te Zeist Holland is het type 2165 een zwaar uitgevoerd apparaat in een stevige kist.

Hoe werkt de compensatieschakeling? Met een regelbare weerstand, die voorzien is van een schaalaflezing, wordt een hulpspanning zo ingesteld dat er geen stroom meer loopt tussen de beide spanningsbronnen. De galvonometer waarmee de stroom gemeten wordt, blijft dan op nul staan. Zie onderstaand schema.

A. Met de schakelaar S wordt het te meten element En met de galvanometer verbonden. De regelweerstand R (potentiometer) wordt vervolgens zover gedraaid tot de stroom door de galvanometer nul is.
De spanning van het element is dan gelijk aan de spanning over de regelweerstand tussen de punten A en B en evenredig met het aantal schaaldelen (Rn) op de weerstand.

B. Vervolgens wordt de schakelaar omgezet en de galvanometer in serie gezet met een spanningsbron die een constante spanning levert.
In dit geval een Muirhead normaal element (Ew = 1,0186 Volt, bij 20 graden Celsius). De regelweerstand wordt nu weer zover verdraaid tot de galvanometer stroomloos is en weer de nulstand inneemt. Tussen A en B staat dan de spanning van het normaalelement en komt overeen met het aantal schaaldelen (Rw). Nu kunnen we de onbekende spanning van het te meten element uitrekenen. E = 1.0186 x Rn / Rw.

Duidelijk is op deze foto te zien, de ingebouwde Muirhead standaardcel. Speciaal extra meegenomen een Bleekers Weston cel van het verzadigde type, dit om te laten zien de constante spanning die dit element geeft.

De meegebrachte precisiemeter van Anton van den Oever wees ook exact het onder de voet van het element vermelde voltage aan: namelijk 1,0189 volt. Weston ontwierp dit standaardelement in 1893.

De robuuste uitvoering met de zwaar uitgevoerde schakelaars en de zorgvuldige wijze waarop dit instrument is vervaardigd, trok veel aandacht en werd dan ook van alle kanten onderzoekend bekeken.

Op het front is zelfs een thermometer gemonteerd ter controle van de juiste warmtegraad tijdens het werken met dit meettoestel. Vooral de metingen aan het Muirhead Weston element werd nieuwsgierig bekeken. Nog altijd heeft het zijn spanning behouden.

Voor de volgende voordracht van Geert Paulides had Dick een dvd-speler en tv opgesteld om straks de film te laten zien over de jeugdopleiding.

Geert (PA7ZEE) kennen wij natuurlijk van zijn eerder gehouden BTTF-project waarmee hij drie jaar door het land reisde en ik hem daarbij mocht assisteren. Menig pacemaker-dragende bezoeker zal daar nog aan terugdenken. Alhoewel het gevaar behoorlijk aangedikt werd in de lezing. Het viel allemaal wel mee met de hoogspanning en ozonproductie.

Deze avond ging het over de jeugdopleiding radiotechniek. Geert geeft met medewerking van enkele collega zendamateurs op de Joost van den Vondel school aan een groep leerlingen onderricht in het bouwen van een kristalontvanger waarbij ook de werking van het geheel en ook de rol van de onderdelen hierin goed wordt uitgelegd. De leerlingen samengesteld uit groep 6 en 7 met een totaal van 32 hebben vijftien verschillende nationaliteiten. Maar dat gaat onderling toch goed, opvallend dat kinderen nogal gemakkelijk over taal problemen heen stappen. Er komt toch nog heel wat voor kijken om een passieve radio met permeabiliteitsafstemming te maken. Een wat moeilijk woord, daarom heeft het al snel de naam schuifradio. Zie voor meer informatie www.kristalradio.nl

Al bij de eerste beelden zien we, hoe Geert uitlegt hoe een en ander werkt. Maar alvorens direct met de bouw te beginnen heeft Geert in enige lessen de werking van de onderdelen besproken die straks gebruikt gaan worden. Hoe heeft men de condensator uitgevonden? Bij de demonstratie door Geert, waarbij hij verteld over Petrus Cunaeus de assistent van Musschenbroeck die 1746 zijn vinger in een beker kraanwater steekt , welke eerst geladen is met een zeer hoge spanning. komt Geert met een sprong wel een meter van de grond daarbij een afgrijselijke schreeuw uitstotend. Hiermee demonstrerend, de geweldige schok die je kan krijgen bij het aanraken van een geleider waar een hoge spanning opstaat. Dit gezien hebbende weten de leerlingen dat je toch voorzichtig moet zijn met elektriciteit.

Zelfs de bezoekers van deze radiocafé-avond hoor ik even tijdens deze voorstelling verschrikte opmerkingen maken. Een plastic pijpje op maat zagen lijkt eenvoudig maar hoe doe je dat zonder een vinger kwijt te raken ? Op de film die werd vertoond konden wij zien hoe eensgezind en elkaar helpend de leerlingen aan de slag gaan. Ook zien we diverse medewerkers waarvan enkelen ook Wormerveer bezoeken zoals Frank Nijs en Hans Focke . Maar ook andere bekwame technici van de afdeling Veron Amstelveen, die een helpende hand bieden. Het valt niet altijd mee voor de kinderen om goed met gereedschap om te gaan. Een soldeerbout is heet en dat kan gevolgen hebben blijkt op de film als een jongen zijn pijnlijke duim onder de kraan houdt. Ook het beduusd kijkende meisje dat een draad wat te strak aantrekt zodat deze in tweeën breekt.

Ach dan maar weer overnieuw proberen netjes de spoel te wikkelen. Maar als dan eindelijk het toestelletje echt blijkt te werken zijn ze daar natuurlijk trots op dat zelf gemaakt te hebben. Hoe krijg je een groep kinderen er toe om deze lessen te volgen? Deels komt het volgens Geert vanwege het keuzepakket waar uit drie mogelijkheden gekozen kan worden. Zoals bijvoorbeeld Frans, Bijbelkennis of Radio. Wat het laatste inhoud is voor vele nog de vraag maar de eerste twee opties slaan ze zonder meer over en wachten maar af wat het radioprogramma gaat brengen. Toch leuker als verwacht blijkt al gauw en zo’n zelfbouwtoestel geeft toch meer plezier dan een complete radio uit de buurtsuper voor een paar euro.

Maar vooral de kennis van de techniek hiermee op gedaan is natuurlijk erg belangrijk. Een prachtige vakkundig opgenomen film door de leerkracht van de klas Meester Wouter , een film die het zien zeker waard is. Na deze vertoning is het al bijna tijd voor de pauze. De drankjes en hapjes worden door Jan Duin al binnengebracht, mooi de tijd om nog een dvd op te zetten die tijdens deze pauze bekeken kan worden.

Het is Henk Molhoek van de Movideo studio in Alkmaar die Peter Johanzen (Piet van Schagen) laat vertellen over zijn eerste muzikale ervaringen.

Het interview wordt afgewisseld met enige bekende prachtige jazznummers zoals ‘Moonlicht in Vermont’, ‘Polka Dots and Moonbeams’, enzovoorts, die door mij op mijn Italiaanse Paolo Soprani accordeon worden gespeeld. Tevens laat ik in deze opname een deel van mijn verzameling zien wat natuurlijk door de aanwezige radioliefhebbers aandachtig werd bekeken. Weer een leuke afwisselende avond. Blijft natuurlijk de vraag:”Wat kan je doen met de compensator?” Eigenlijk niet veel, leuk om te bekijken in ieder geval wel.

Piet van Schagen.