8. Elektrizität 1

1. 8. Elektrizität 1 8.1 Der Stromkreis • Stromquelle (Batterie, Steckdose) • Verbraucher (Glühlämpchen, ... ) • Zuleitungen • Schalter Ein Stromkreis setzt sich zusammen aus: Kapitel 8 Elektrizität 1

2. Der Wechselschalter: Um eine Lampe von zwei Orten aus einzuschalten, benötigen wir zwei Wechselschalter. Kapitel 8 Elektrizität 1

3. Kapitel 8 Elektrizität 1

4. Der Wechselschalter: Um eine Lampe von zwei Orten aus einzuschalten, benötigen wir zwei Wechselschalter. Übungen Seite 39 27.1: Batterie, Trafo, Steckdose, Dynamo, Solarzelle, ... 27.2: Weil man zwischen 2 Leitungswegen aussuchen will. Kapitel 8 Elektrizität 1

5. 8.2 Elektrische Ladung Der elektrische Strom besteht in der Bewegung elektrischer Ladungen. Alltag: Ausziehen eines Pullis: Es knistert. Im Dunkeln kann man sogar Funken sehen. Kämmen: Die Haare stehen auf, ..... Untersuchung der Ladungen: Versuch: Installationsrohr oder Hartgummistab oder Lineal mit Katzenfell reiben. Papierschnipsel auf Tisch legen. Nähern mit geriebenem Stab. Ergebnis: Zwischen Stab und Papierschnipsel wirkt eine Kraft. Die elektrische Ladung entsteht durch Kontakt zweier Körper. Kapitel 8 Elektrizität 1

6. Versuch: Wir reiben abermals das Installationsrohr mit Katzenfell und berühren das Rohr mit dem einen Anschluss einer Glimmlampe. Das andere Ende halten wir. Ergebnis: Die Glimmlampe leuchtet und zwar die Elektrode, die näher dem Installationsrohr ist. Wir wiederholen den Versuch mit einem mit Seide geriebenen Plexiglasstab. Ergebnis: Die Elektrode, die mit der Hand in Berührung ist, leuchtet. Es gibt zwei verschiedene Arten von Ladungen + und -. Hartgummistab (Installationsrohr): - Glasstab: + Kapitel 8 Elektrizität 1

7. Versuch: 1. Ein geriebenes Installationsrohr wird drehbar aufgehängt. Wir nähern ein ebenso geriebenes zweites Installationsrohr. Ergebnis:Sie stoßen sich ab. 2. Ein geriebenes Installationsrohr wird drehbar aufgehängt. Wir nähern einen mit Seide geriebenen Glasstab. Ergebnis: Sie ziehen sich an. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. Die elektrischen Ladungen sind auf Leitern verschiebbar, auf Nichtleitern sitzen sie fest. Kapitel 8 Elektrizität 1

8. 8.2.1 Nachweis elektrischer Ladungen. Ladungen können mit einem Elektroskop nachgewiesen werden. Das Elektroskop: Zwei Metallplättchen, die beweglich sind, sind an einer Metallplatte befestigt. Wird auf die Metallplatte eine Ladung aufgebracht, spreizen sich die Plättchen, weil die gleichen Ladungen sich gegenseitig abstoßen. Wir laden ein Elektroskop positiv auf (mit geriebenem Glasstab), das andere negativ (mit geriebenem Hartgummistab). Verbinden wir die beiden leitend, verschwinden die Ausschläge an den Elektroskopen. Es kommt zu einem Ladungsausgleich. Kapitel 8 Elektrizität 1

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10. 8.3 Kräfte zwischen Ladungen • Zwei Elektroskope stehen nebeneinander. (neutral) • Sie werden mit einem Aluminium-stab mit Isolierstiel verbunden. • Nähern eines geladenen Stabes ohne Berührung. • Die beiden Elektroskope zeigen einen Ausschlag. • Abheben des Al-Stabes, dann Entfernen des geladenen Stabes. • Wir erhalten zwei verschieden geladene Körper. • Ladungsausgleich. Die beiden Körper sind wieder neutral Kapitel 8 Elektrizität 1

11. In der Umgebung eines geladenen Körpers wirken elektrische Kräfte. Ihren Wirkungsbereich nennt man elektrisches Feld. Die Trennung elektrischer Ladungen durch ein elektrisches Feld heißt elektrische Influenz. Versuch: Näherung eines geladenen Hartgummistabes an einen Wasserstrahl. Kapitel 8 Elektrizität 1

12. Anwendung: Der Bandgenerator (Van de Graaf 1931): Durch den Kontakt des Endlosbandes aus Gummi mit der Erregerwalze aus Plexiglas wird diese positiv aufgeladen, das Endlosband negativ. Durch Influenz gelangen Elektronen auf das Gummiband und werden nach unten transportiert. Dort werden sie über eine Schneide zur Erde abgeleitet. Die Metallkugel lädt sich dabei positiv auf. → Spannungen bis 25000 V. Die elektrischen Ladungen bewirken, dass sich bei Berührung der Kugel die Haare von Personen aufrichten. Aufgabe 29.1 Seite 43 : Mit einer Pumpe vergleichbar. Kapitel 8 Elektrizität 1

13. Anwendung: Der Bandgenerator (Van de Graaf 1931): Durch den Kontakt des Endlosbandes aus Gummi mit der Erregerwalze aus Plexiglas wird diese positiv aufgeladen, das Endlosband negativ. Durch Influenz gelangen Elektronen auf das Gummiband und werden nach unten transportiert. Dort werden sie über eine Schneide zur Erde abgeleitet. Die Metallkugel lädt sich dabei positiv auf. → Spannungen bis 25000 V. Die elektrischen Ladungen bewirken, dass sich bei Berührung der Kugel die Haare von Personen aufrichten. Aufgabe 29.1 Seite 43 : Mit einer Pumpe vergleichbar. Kapitel 8 Elektrizität 1

14. 8.4 Gewitter Lies Buch Seite 44 Ein Blitz ist eine Entladung, die innerhalb von Sekundenbruchteilen zwischen Gebieten mit unterschiedlicher Ladung erfolgt. Innerhalb von Wolken und zwischen Wolken und Erde. Blitze wurden erstmals von Benjamin Franklin (1706-1790) untersucht. In der atmosphärischen Luft befinden sich immer freie Ladungsträger. Ebenso in Wolken. (An der Oberseite der Wolke sammeln sich dann eine hohe positive, an der Unterseite eine etwa gleich hohe, negative Ladung. ) Die Ladungen ziehen einander an und bewegen sich dabei sehr schnell. Dadurch stoßen sie mit anderen Luftteilchen zusammen und bilden so neue Ladungen. Die Luft wird leitend und es kommt zur Entladung, die als Blitz zu sehen ist. Luft wird erwärmt und dehnt sich dabei sehr stark aus, was zum Donner führt. Der Blitz schlägt meist in Turmspitzen, hohe Bäume, Gipfelkreuze, Schiffsmasten etc. ein. Auf seinem Weg bevorzugt der Blitz leitende Körper (z. B. Dachrinnen,...) Kapitel 8 Elektrizität 1

15. Beachte bei Gewittern: Schreibe den Merktext (rot) auf Seite 44 ab! • Bleibe nicht zu nahe bei hohen Gegenständen ( hohe Bäume, Dachrinnen, ..) • Metallgegenstände weglegen. • Füße nicht zu weit auseinander, gebückte Haltung.vgl. Abb. 30.1 S. 44 • Blitzableiter: Schützt Gebäude vor Schäden bei Blitzschlag. Metalldrähte auf dem Dach werden mit der Erde leitend verbunden. (Abb. 30.2) Kapitel 8 Elektrizität 1

16. Verhalten im Gebirge Blitzableiter Kapitel 8 Elektrizität 1