Big Bang 3, Schulbuch

63 22.3 Elektrischer Strom und Leitfähigkeit 22.3 Ein riesiger Haufen Schalter Elektrischer Strom und Leitfähigkeit Wir werden uns in den folgenden Kapiteln noch ausführlich mit dem elektrischen Strom beschäftigen. Hier sehen wir uns aber schon einmal an, was Strom überhaupt ist, und dass ihn manche Materialien sehr gut leiten , andere wiederum fast gar nicht . A12 In deinem Handy oder in den Leitungen in deiner Wohnung fließt elektrischer Strom . Was ist das aber eigentlich? Was fließt denn da? A13 In B 22.23 siehst du einen Versuchsaufbau , mit dem du die elektrische Leitfähigkeit von Objek- ten testen kannst. Ein Nagel leitet, und deshalb brennt die Birne. Ein Stück Holz leitet nicht, und die Birne bleibt dunkel. Probiere verschiedene Materialien und Objekte aus und notiere, welche leiten und welche nicht. Was kannst du erkennen? A14 In B 22.24 siehst du ein prächtiges Polarlicht . Wie kommt so etwas zu Stande? A15 Warum sind elektrische Leitungen im Haushalt fast immer aus Kupfer ( B 22.25 a )? Warum sind Überlandleitungen aus Aluminium und haben einen Stahlkern ( b )? A16 Warum sind Griffe von Werkzeugen und die Umhüllungen von Leitungskabeln aus Kunststoff ( B 22.25 a )? Warum befinden sich zwischen Überlandleitungen und Masten Aufhängungen aus Glas- oder Porzellan ( b )? A17 In der Nähe von Genf steht der größte Teilchen­ beschleuniger der Welt ( B 22.26 ). Der LHC ist ringförmig und hat einen Umfang von 27km! Im Ring befinden sich über 1200 der stärksten Magnete der Welt. Sie werden mit flüssigem Helium auf etwa 2 Kelvin (–271 °C) abgekühlt. Warum? Man spricht immer davon, dass der Strom „fließt“. Aber was fließt da eigentlich ( A12 )? Elektrischer Strom bedeutet, dass elektrische Ladungen fließen, sich also gemeinsam in eine Richtung bewegen. Meistens han- delt es sich dabei um Elektronen , weil diese relativ leicht aus den Hüllen der Atome abgelöst werden können. Elektronen, die nicht in einem Atom gebun- den sind, stellst du dir am besten als kleine, negativ geladene Kugeln vor. Wenn man Materialien danach einteilt, wie leicht der Strom in ihnen fließt, erhält man drei große und deutlich voneinander abge- grenzte Gruppen: Leiter , Halbleiter und Nichtleiter . Material relative Leitfähigkeit Silber 6,3 · 10 22 Leiter Kupfer 5,9 · 10 22 Gold 4,2 · 10 22 Aluminium 3,6 · 10 22 Stahl 7· 10 21 Kohlenstoff 2,9 · 10 19 Silizium 1,6 · 10 12 Halbleiter Glas, PVC 500 Nichtleiter (Isolatoren) Porzellan 200 Gummi 1 bis 100 Relative Leitfähigkeit einiger Stoffe bei 20 °C B 22.23 Polarlicht bei Sonnenuntergang in Norwegen B 22.24 B 22.25 Der Teilchenbeschleuniger LHC in der Schweiz B 22.26 T 22.1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv