Strom fließt durch verschiedene Stoffe Was ist "Konstantan - Skolo

Strom fließt durch verschiedene Stoffe
Was ist "Konstantan"?
Welche Besonderheiten weist die MetallLegierung auf, die man "Konstantan" nennt?
Warum ist die Metall-Legierung
"Konstantan" für Versuche, bei denen im
Stromkeis Messungen durchgeführt werden,
besonders gut geeignet?
Woraus besteht der Glühdraht in der
Glühbirne einer Taschenlampe?
Auf einer Glühbirne steht folgende
Aufschrift: 2,5 V 0,15 A. Was bedeutet
das?
Glühbirne mit der Aufschrift 2,5 V und 0,15
A. Welche Stärke hat der Strom, der durch
diese Glühbirne fließt, wenn man eine
Spannungsquelle mit 3 V anschließt?
Eine Metall-Legierung (Mischung
aus geschmolzenen Metallen) aus
Kupfer, Nickel und Mangan.
Ein Stromkreis mit
Konstantandraht: Verdoppelt man
die Spannung, so verdoppelt sich
auch die Stromstärke. Wird die
Spannung dreimal so hoch, so wird
die Stromstärke dreimal so hoch.
Man sagt die "Spannung ist
proportional zur Stromstärke". Bei
anderen Metallen ist das nicht so.
Bei diesen weiß man dann nie, wie
sich die Stromstärke (I) ändert,
wenn man die Spannung (U)
verändert.
Der Konstantandraht hat - wie jeder
Draht - einen bestimmten
Widerstand (abhängig von der
Länge). Er ändert sich aber nicht,
wenn die Spannung erhöht wird,
wie das bei anderen Metallen der
Fall ist.
Aus dem Metall Wolfram
Es bedeutet, dass dann, wenn eine
2,5 Volt Stromquelle angeschlossen
ist, ein Strom mit der Stromstärke
0,15 A durch die Glühlampe fließt.
3 V wäre eine um ein Fünftel
höhere Spannung als zuvor. Ob
dann aber auch eine um ein Fünftel
höhere Stromstärke festzustellen ist,
kann man nicht sagen. Der
Glühdraht besteht aus Wolfram. Bei
diesem Metall ist der Widerstand
veränderlich.
Warum verändert sich bei den meisten
Metallen der elektrische Widerstand, wenn
Strom durch sie hindurch fließt?
Wie verändert sich der Widerstand der
meisten Metalle, wenn sie erwärmt werden?
Was muss man bei diesen Metallen tun,
damit der Widerstand gleich bleibt, auch
wenn Strom durch sie hindurch fließt?
Ein Draht, durch den Strom fließt,
erwärmt sich. Die bewegen
Elektronen stoßen auf die Atome
(besser gesagt die pos.
Atomrümpfe, weil die Atome ja ihre
Außenelektronen abgegeben haben,
die sich nun frei bewegen). Die
Atomrümpfe fangen nun auch zu
schwingen. Das ist als Wärme
feststellbar. Bewegen sich die
Atomrümpfe nun aber ebenfalls, so
wird der freie Fluss der Elektronen
gestört.
Der Widerstand nimmt zu! - Solche
Metalle, bei denen das der Fall ist,
nennt man "Kaltleiter"
Nur durch Kühlung kann man eine
Erhöhung des elektrischen
Widerstands verhindern.
Das nennt man das "Ohmsche
Gesetz" (nach Georg Simon Ohm
benannt)
Wie nennt man die Gesetzmäßigkeit, dass
bei einem Draht bestimmter Länge die
angelegte Spannung (U) proportional zur
auftretenden Stromstärke (I) ist?
Unter welcher Bedingung ist das Ohmsche
Gesetz bei einem Draht bestimmter
Länge gültig?
Wenn man die Spannung durch die
Stromstärke dividiert, ergibt dies
einen konstanten Wert
(Proportionalitätskonstante). Die
Proportionalitätskonstante wird hier
als "Widerstandswert" bezeichnet
und mit dem Buchstaben R
abgekürzt.
Beim Gleichbleiben der Temperatur
Festwiderstände oder "Ohmsche
Widerstände"
Wie nennt man diese elektronischen
Bauteile, die sich z.B. auf der Platine
in einem Computer befinden?
Sein Widerstand ist immer
derselbe (auch wenn die Spannung
und damit die
Stromstärke erhöht wird)
Welche Eigenschaften hat dieses Bauteil?
Schaltzeichen für einen Festwiderstand mit
Der Ohmsche Widerstand Nr. 1.
Begründung: Wenn man bei diesem
die Spannung (U) erhöht, dann
fließt durch ihn weniger
Strom (Stromstärke I) als bei
Widerstand Nr. 2.
Hat der Ohmsche Widerstand Nr. 1 oder der
Nr. 2 den
höchsten Widerstandswert ( = R) ?
Wie verändert sich der elektrische
Widerstand einer Salzlösung beim
Erwärmen?
Wie nennt man elektrische Leiter, bei denen
der Widerstand beim Erwärmen
abnimmt?
Er wird kleiner, die Stromstärke
wird also größer! Das liegt daran,
dass sie beim Erwärmen die SalzIonen in der Lösung schneller zur
Anode oder zur Kathode bewegen
(und dort Elektronen abgeben oder
welche aufnehmen). Dadurch
fließen die Elektronen auch
schneller durch den Draht.
Heißleiter (Salzlösungen sind
Heißleiter)
Um welches
elektrisches Schaltzeichen handelt es sich
hierbei?
Wo werden Fotowiderstände praktisch
eingesetzt?
Das ist ein Fotowiderstand (LDR).
Wenn Licht auf ihn fällt, dann leitet
er den Strom besser, d.h. der
elektrische Widerstand sinkt.
Beispiel: Man möchte ein Gerät
bauen, das eingeschaltet wird, wenn
viel Sonnenlicht darauf fällt.
Das könnte eine automatische
Verdunklung sein. Die Jalousien
gehen herunter, wenn zu viel Licht
auf die Fenster fällt.
Der elektrische Strom muss durch
alle hindurch! Der
Gesamtwiderstand R ist also so groß
wie die einzelnen Widerstände
zusammen.
Was ist die Folge, wenn mehrere
Widerstände hintereinander geschaltet
werden?
R = R1 + R2 oder allgemein: R =
R1 + R2 + R3 + R4 ........
Der Widerstand des Lämpchens ist
Eine Blockbatterie hat 9 V Spannung. Kann
man trotzdem ein Lämpchen mit
der Aufschrift 2,5 V 0,15 A damit zum
Leuchten bringen?
Bei 9 V wäre die Stromstärke sehr
viel höher. Allerdings kann man
nicht berechnen, um wie viel höher,
da der Widerstand sich beim
Erwärmen ja erhöht. Die
Erwärmung wäre so stark, dass der
Glühdraht schmilzt. Man sagt: "Das
Lämpchen brennt durch"
Es steht nur ein 9 V Batterie zur Verfügung
und das Lämpchen mit der Aufschrift 2,5 V
und
0,15 A. Kann man trotzdem irgendwie
erreichen, dass es dauerhaft leuchtet?
Welchen Widerstand muss ein
Festwiderstand haben, damit er dabei helfen
soll, ein Lämpchen mit der Aufschrift 2,5 V
und 0,15 A mit einer 9 V Blockbatterie zu
betreiben?
Man muss verhindern, dass die
Stromstärke höher als 0,15 A wird
(auch bei höherer Spannung). Das
kann man dadurch erreichen, dass
man das Lämpchen in Reihe mit
einem Festwiderstand schaltet.
Der Strom, der durch das Lämpchen
und den Festwiderstand fließt, darf
nicht höher als 0,15 A sein.
R = Gesamtwiderstand R1
=Widerstand des Lämpchens R2 =
Festwiderstand
R = 9 V : 0,15 A = 60
Ohm
R1 = 16,7
Ohm (Rechnung siehe oben)
R = R1 + R2 also 60 Ohm = 16,7
Ohm + R2 --> R2 = 60 Ohm 16,7 Ohm = 43,3 Ohm.
Man muss das Lämpchen also in
Reihe mit einem Festwiderstand
schalten, der Widerstandswert 43,3
Ohm hat.
Weil der das Lämpchen vor dem
"Durchbrennen" schützt, heißt er
"Schutzwiderstand"
Wie kann man für ein Lämpchen mit der
Aufschrift 2,5 V und 0,15 A, das mit einer
Blockbatterie mit 9 V betrieben werden soll,
den Schutzwiderstand direkt berechnen?
9 V - 2,5 V = 6,5 V. Das wäre das
"Zuviel" an Spannung, vor dem dem
der Schutzwiderstand schützen
muss.
Aber auch durch den
Schutzwiderstand fließt Strom mit
der Stärke 0,15 A.
Schutzwiderstand R = 9 V : 0,15 A
= 43,3 Ohm
Regel: Spannung der Stromquelle Spannung, die das zu schützende
Gerät eigentlich benötigt. Diese
Differenz wird dann durch die
erlaubte Stromstärke dividiert.
An eine Steckdose mit 230 V soll ein
Elektromotor angeschlossen werden, der
eigentlich nur mit 20 V betrieben werden
sollte und durch den höchstens Strom der
Stärke 0,5 A fließen sollte. Berechne den
benötigten Schutzwiderstand, den man mit
dem Elektromotor in Reihe schalten muss?
Mit diesem "Spannungsprüfer" kann man
beispielsweise gefahrlos prüfen, ob eine
Steckdose (230 Volt) funktionsfähig ist.
Dann leuchtet ein "Lämpchen" in diesem
Spannungsprüfer. Wie ist das möglich, dass
dieses winzige Lämpchen diese hohe
Spannung aushält?
230 V - 20 V = 210 V.
5 A = 420 Ohm
210 V : 0,
Der Schutzwiderstand muss einen
Widerstandswert von 420 Ohm
aufweisen.
Im Spannungsprüfer ist ein
entsprechend hoher
Schutzwiderstand eingebaut

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