52 3Wirkungen des Elektronenstroms Welche Auswirkungen hat der Elektronenstrom? Der Fernseher hat plötzlich kein Bild mehr, die Waschmaschine bleibt stehen und die Heizung kühlt aus. Karim wundert sich: „Ist das ein Stromausfall?“ Beschreibe: Was bewirkt elektrischer Strom in Elektrogeräten? Welche Wirkungen bemerkst du bei verschiedenen Elektrogeräten? Eigentlich kann der Stromfluss nur drei Wirkungen zeigen (Abb. 52.1): • Lampen und Bildschirme geben zB Lichtenergie ab. • Die Umwandlung in Wärmeenergie spürst du zB bei Elektroherden. • Die Umwandlung in Bewegungsenergie durch Magnetismus wird bei Elektromotoren (zB für Bohrmaschinen, Seiten 78–79) verwendet. Die Wirkungen des Elektronenstroms (Abb. 52.2) Baue einen Stromkreis mit einem Netzgerät (etwa 12V/2 A) als Spannungsquelle und einem Heizdraht (Konstantan, Durchmesser (∅): 0,15 mm) an zwei Stativen. Stelle die Länge so ein, dass er bei Stromfluss zu glühen beginnt (etwa 10–15 cm). Greife den Heizdraht nicht an (Verbrennungsgefahr)! Stelle unter ein Verbindungskabel eine Magnetnadel (Kompassnadel). Schalte das Netzgerät ein und aus. Was kannst du erkennen? Wo wird elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt? Im Haushalt wandeln einige Elektrogeräte elektrische Energie in Wärmeenergie um, wie zB ein Heizstrahler (Abb. 52.5) oder ein Wasserkocher (Abb. 52.6). Diese Geräte enthalten Heizdrähte, die bei Stromfluss warm werden ( Seite 49). Leitung und Heizung (Abb. 52.3) Verbinde einen dickeren Kupferdraht mit einem gleich langen Stück Konstantandraht (∅ etwa 0,3 mm). Beide Drähte sind ohne Kunststoffumhüllung (Isolierung). Schließe die Drähte an eine regelbare Spannungsquelle an. Erhöhe langsam Spannung und Stromstärke. Achtung, es besteht Verbrennungsgefahr am heißen Draht! Welchen Zusammenhang von Widerstand R und Wärmeentwicklung kannst du erkennen? 52.1 Drei Stromwirkungen beim Kopierer: Die Lampe leuchtet und bewegt sich über die Vorlage. Die ausgeworfenen Kopien fühlen sich warm an. A1 V1 glühender Draht Magnetnadel 52.2 Die Wirkungen des Elektronenstroms Konstantan (0,15 mm) 12 V / 2 A U 52.3 Leitung und Heizung – Der dünnere Konstantandraht wird ein paar Mal um den dickeren Kupferdraht gewickelt, um die Drähte zu verbinden. Der elektrische Strom kann in Lichtenergie, Wärmeenergie und durch Magnetismus auch in Bewegungsenergie umgewandelt werden. M Infobox: Heizdrähte hoher R Leitungsdrähte geringer R V2 Heizdrähte bestehen aus Metallen mit hohem Widerstand R. Sie erhitzen sich bei starkem Stromfluss, weil der Elektronenstrom die Atome des Drahtes stärker zum Schwingen bringt. M Pluspol Minuspol 52.4 Modell: Der Elektronenstrom lässt die Atome des Leiters stärker schwingen. Heizdraht in einem Quarzrohr 52.5 Der Heizstrahler erwärmt das Badezimmer. 52.6 Der Heizstab eines Wasserkochers erwärmt das Wasser. Arbeitsheftseiten 30–31 Zusatzmaterial a5z6m4 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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