103 Die Erwärmung eines Drahtes durch elektrischen Strom nützt man z. B. in den elektrischen Heizgeräten und E-Herden aus. In ihnen sind die stromführenden Teile durch hitzebeständige Stoffe (z. B. Keramik) isoliert. Ist die Stromstärke jedoch zu groß, so schmilzt der Draht und es kann sogar zu einem Brand kommen. Abb. 60.5 zeigt den Querschnitt eines elektrischen Bügeleisens (electric iron). Ein Metalldraht ist als Heizspirale in die Vertiefungen einer Keramikplatte eingelegt. Der elektrische Widerstand des Heizdrahtes ist so gewählt, dass sich bei 230 V eine bestimmte Stromstärke einstellt und damit die maximale Bügeltemperatur erreicht werden kann. Als Heizdraht benutzt man zumeist einen Chromnickeldraht, der einen hohen elektrischen Widerstand und einen hohen Schmelzpunkt hat. Gegen die Metallteile des Bügeleisens ist er isoliert. Die Temperaturregelung erfolgt durch einen Thermostat (thermostat), (Abb. 60.6). Das Bimetall krümmt sich bei starker Erwärmung vom Schaltkontakt weg und unterbricht dadurch den Strom. Der Heizkörper eines Haarföns (hair dryer) hat häufig die Form einer Spirale (Abb. 60.7). Der größte Teil des elektrischen Stroms fließt durch die Heizspirale. Einen verhältnismäßig geringen Anteil elektrischer Energie benötigt der Elektromotor, der den Ventilator antreibt und für einen Luftstrom sorgt. Begründe, warum man das hintere Ende eines Haarföns, an dem der Ventilator Luft ansaugt, nicht zuhalten darf. Ähnliche „Heizschlangen“ oder „Heizstäbe“ gibt es auch in elektrischen Heißwasserspeichern (Boiler) und Waschmaschinen. In Heizkörpern für die Raumheizung verwendet man zum Teil Drahtspiralen, die vom elektrischen Strom zum Glühen gebracht werden (Abb. 60.8). Heute verwendet man auch zunehmend Niedrigtemperatur-Infrarotpaneele für die Raumheizung. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 60.1 Warum sind in einem Metalldraht freie Elektronen vorhanden? 60.2 Erkläre den Zusammenhang zwischen Brown’scher Bewegung und Temperatur, den du in der zweiten Klasse kennengelernt hast. 60.3 Recherchiere Vor- und Nachteile von Elektroheizgeräten gegenüber anderen Heizgeräten. 60.4 Nenne weitere Elektrogeräte, in denen die Wärmewirkung des elektrischen Stroms ausgenützt wird. Beschreibe jeweils die Abgabe der Wärmeenergie deiner genannten Geräte. 60.5 Argumentiere, ob es sinnvoll ist, elektrische Energie in Wärmeenergie umzuwandeln. Diskutiere die Vor- und Nachteile von Alltagsgeräten, die elektrische Energie in Wärmeenergie umwandeln. 60.5 Einblick in ein Dampfbügeleisen. In der aufgesägten Bügelsohle wird die Heizspirale sichtbar. In dieser Rinne tritt der Dampf aus In der Mitte verdampft das Wasser Heizspirale 60.6 Thermostat zur Temperaturregelung eines elektrischen Bügeleisens Temperaturwähler Bimetall Netzanschluss Schaltkontakt Beheizung Bügelsohle 60.7 Heizspirale im Inneren eines Haarföns (Blick von vorne) 60.8 Heizstrahler mit glühender Heizspirale Beim Fließen des elektrischen Stroms wird elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt. Diese Wärmeentwicklung ist umso größer, je größer der Widerstand des elektrischen Leiters und die Stromstärke sind. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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