63 Versuch: Wiederhole den Versuch und überbrücke die Isolierklemmen (1m Abstand) mit dem selben Draht, den du zunächst einfach, dann doppelt (= doppelte Querschnittsfläche) und schließlich dreifach (= dreifache Querschnittsfläche) nimmst. Lies wieder die Stromstärke ab und vergleiche mit Tab. 35.5. Welchen Zusammenhang bemerkst du jetzt? Du kannst einen Draht als Stromleiter mit einem Wasserleitungsrohr vergleichen, das dem Durchfluss des Wassers einen Widerstand entgegensetzt. Auch dieser ist bei einem engen Rohr größer als bei einem weiten. Ebenso ist er für ein langes Rohr größer als für ein kurzes. Versuch: Aus den Versuchsergebnissen kannst du auch eine Formel für die Berechnung des elektrischen Widerstandes eines Drahtes herleiten. Als Beispiel soll der Widerstand eines Kupferdrahtes von 100m Länge und 4 mm2 Querschnitt berechnet werden: l = 1m, A = 1 mm2, R = 0,017 Ω l = 100m, A = 1 mm2, R = 0,017 · 100 Ω = 1,7 Ω l = 100m, A = 4 mm2, R = (0,017 · 100)/4 Ω = 0,425 Ω Der elektrische Widerstand R hängt vom Material ab. Er ist umso größer, je länger und je dünner der Draht ist. R = ρ · l ___ A ρ … spezifischer Widerstand l … Länge des Leiters (in m) A … Querschnitt des Leiters (in mm2) Versuch: Baue wie in Abb. 35.6 mit einer Wendel aus einem dünnen Eisendraht einen Stromkreis auf und miss die Stromstärke. Erhitze den Draht. Wie ändert sich die Stromstärke? Der elektrische Widerstand vieler Stoffe hängt auch von der Temperatur ab. Bei den meisten Stoffen, z. B. den Metallen, nimmt der Widerstand mit der Temperatur zu. Wir haben dazu folgende Modellvorstellung: Bei der Erwärmung eines Metalls geraten die Atomrümpfe in stärkere Schwingungen. Dadurch wird der Durchgang der Elektronen behindert (Abb. 35.7). Es gibt aber auch Stoffe, die bei zunehmender Temperatur besser leiten, wie z. B. Kohle. 35.1 Diskutiere in der Klasse, wie man den elektrischen Widerstand von Fernleitungen möglichst niedrig halten kann. Wodurch gibt es Grenzen? 35.2 Was ergibt ein Vergleich zwischen dem elektrischen Widerstand eines guten Leiters und eines Nichtleiters? 35.3 Warum nimmt der elektrische Widerstand bei den meisten Stoffen mit der Temperatur zu? Du bist dran – zeige deine Kompetenz: Alle Stoffe setzen bei normalen Temperaturen dem Fließen des elektrischen Stroms einen elektrischen Widerstand R entgegen. Jeder Stoff hat einen bestimmten spezifischen Widerstand ρ. Der elektrische Widerstand ist umso größer, je länger und je dünner der Draht ist. 35.7 Bei Erwärmung eines elektrischen Leiters benötigen die Atomrümpfe auf Grund der erhöhten Wärmebewegung mehr Platz. Der Elektronenstrom wird dadurch stärker behindert, daher steigt der elektrische Widerstand. 35.6 Beim Erhitzen eines Eisendrahtes nimmt der elektrische Widerstand zu; die Stromstärke wird kleiner. ... der Widerstand wird größer, daher ist die Stromstärke kleiner. Der Eisendraht wird erhitzt, ... Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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