41 Elektrizität und Magnetismus Welche elektrischen Spannungsbereiche unterscheiden wir? Kleinspannungen reichen bis 50V, zB für elektrisches Spielzeug, Computer, Smartphones … Bei höherer elektrischer Spannung können die strömenden Elektronen die Haut so durchdringen, dass Lebensgefahr besteht. Niederspannungen bis 1 000V werden im Haushalt verwendet. Die Haushaltsspannung beträgt 230V (Abb. 40.6). Diese elektrischen Spannungen können in isolierten Stromleitungen berührungssicher weitergegeben werden. „Isolierte“ Stromleitungen sind von Kunststoff umgeben. Bei Hochspannungen von über 1000V kann es zu Funkenüberschlägen kommen (Abb. 41.1). Hochspannung wird zB zum Betrieb von Eisenbahnen verwendet. Hochspannende Folie (Abb. 41.2) Lege Aluminiumfolie zwischen zwei stärkere Kunststofffolien (zB von einem Schnellhefter). Reibe die Oberseite mit Wolle. Beim Abheben der oberen Folie knistert es. Prüfe mit einer Glimmlampe die Aufladung der Folien. Glimmlampen benötigen etwa 100 V elektrische Spannung, um zu leuchten. Zwischen welchen Teilen herrscht eine elektrische Spannung von über 100V, wenn du diesen Versuch durchführst? Probiere. Wie bestimmen wir elektrische Spannungen in Stromkreisen? Den elektrischen Druckunterschied an Spannungsquellen oder zwischen zwei Stellen in einem Stromkreis kannst du mit einem Voltmeter messen. Die zwei Messkabel des Voltmeters werden dabei an zwei nicht isolierte Stellen im Stromkreis angelegt. In Abb. 41.3 misst das Voltmeter an der Spannungsquelle und an den Enden der Stromleitungen eine elektrische Spannung von 1,5V. An zwei Stellen desselben Leitungsstücks kann keine elektrische Spannung gemessen werden (U = 0V). Es herrscht kein elektrischer Druckunterschied. Abb. 41.6 zeigt dir Stromleitungen (Kabel), die von einer 1,5-V-Batterie zu Messpunkten gehen. Zwischen welchen 2 Messpunkten (A, B, C, D, E, F, G) kannst du eine elektrische Spannung feststellen? Markiere die Stromleitungen, die vom Pluspol der Batterie bis zu den Messpunkten verlaufen rot. Hier herrscht elektrischer Unterdruck. Markiere die Stromleitungen am Minuspol blau. Hier herrscht elektrischer Überdruck. Zwischen Messpunkten mit gleichem Druck herrschen 0V Spannung. Zwischen Messpunkten mit unterschiedlichem Druck herrschen 1,5V Spannung. 41.1 Hier herrscht eine Hochspannung von etwa 1 000 000V. Es kommt zu Funkenüberschlägen durch die Luft. V2 Aluminiumfolie Glimmlampe Kunststofffolie 41.2 Hochspannende Folie A2 Wir unterscheiden Kleinspannungen (bis etwa 50V), Niederspannungen (50 bis 1 000V) und Hochspannungen (über 1 000V, Funkenüberschläge). M Infobox: Bei Funken kannst du die elektrische Spannung so abschätzen: 1 mm Funkenlänge entspricht einer Spannung von etwa 1 000V. U = 1,5 V U = 1,5 V U = 0 V U = 0 V 1,5 V 41.3 Nur zwischen zwei Stellen mit unterschiedlichem elektrischen Druck kann Spannung festgestellt werden. A3 Mit einem Voltmeter kannst du elektrische Spannungen zwischen zwei Stellen in einem Stromkreis feststellen. M A B C E D F G 1,5 V 41.6 Wie viel Volt elektrische Spannung herrschen zwischen A und B, A und C, A und …, B und C … ? Zwischen zB A und B herrscht ein unterschiedlicher elektrischer Druck und eine Spannung von 1,5 V. Zwischen zB B und D wird eine elektrische Spannung von 0V gemessen. 41.4 Die Spannung der 9-V-Batterie wird getestet. Was fällt dir auf? 41.5 An den Anschlüssen der Lampe wird Spannung festgestellt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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