Physik verstehen 3, Schulbuch

Elektrotechnik macht vieles möglich 3 78 Î Arbeitsheft-Seite 46 78.1 Glühende Heizdrähte in einem Toaster Elektrizität und Wärme 1. Wie erwärmen sich Drähte bei Stromfluss? Im Haushalt gibt es viele Geräte, die durch glühende Drähte Wärme abge- ben können. Mit dem Heizstrahler kannst du das Badezimmer schnell erwärmen. Im Toaster geben die Glühdrähte so viel Wärme ab, dass das Toastbrot braun wird. Aber warum wird ein Draht heiß, wenn durch ihn Strom fließt? Leitung und Heizung (Abb. 78.2) Verbinde einen dickeren Kupferdraht mit einem gleich langen Stück Konstantandraht ( ‡ ca. 0,3mm). Schließe die Drahtkombination an eine Spannungsquelle und erhöhe langsam Spannung und Stromstärke. Nur der dünne Konstantandraht beginnt zu glühen. Heizdrähte müssen einen großen Widerstand haben. Sie bestehen zB aus Konstantan (einer Kupfer-Nickel-Mangan-Legierung) oder Chromnickel (einer Chrom-Nickel-Legierung). Leitungsdrähte sollen sich nicht erhitzen und haben daher einen geringen Widerstand. Drähte werden deshalb bei Stromfluss heiß, weil die sich bewegenden Elektronen die Metallionen zum Schwingen anregen (Abb. 78.3). Ein Heizlüfter (Abb. 78.4) a) Winde ein Stück Konstantandraht ( ‡ ca. 0,3mm) um einen Glasstab zu einer Spirale und schließe ihn an eine Spannungsquelle. Erhöhe Spannung und Stromstärke, bis er zu glühen beginnt. Der Draht beginnt bei der Spirale zu glühen. b) Blase mit einem kleinen Ventilator gegen die glühende Drahtspirale und spüre die warme Luft. Das Glühen lässt ein wenig nach. Heizdrähte sind meist zu Spiralen gewunden („gewendelt“). Der Draht erwärmt sich dadurch besser, da jede einzelne Schlaufe die benachbarte erhitzen kann. Bläst man die erwärmte Luft weg, hört der Draht zu glü- hen auf. M Heizdrähte bestehen aus Metallen mit hohem Widerstand, zB Konstantan. Sie erhitzen sich bei Stromfluss, weil die sich bewegenden Elek- tronen die Metallionen zum Schwingen bringen. Spiralförmig gewendelte Drähte erwärmen sich besser. V1 V2 78.2 Leitung und Heizung 78.3 Die Stöße der Elektronen bringen die Metallionen zum Schwingen. 78.5 Aufbau eines elektrischen Föhns 78.6 Ein Heizstrahler im Badezimmer 78.4 Ein Heizlüfter Arbeitsblätter n39ud8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv