114 61 Leitfähigkeit der Stoffe Versuch: Wiederhole den Versuch in Abb. 59.5, bei dem du verschiedene feste Stoffe auf ihre Eigenschaft untersucht hast, ob sie den elektrischen Strom leiten! Wodurch wird der Stromfluss in einem metallischen Leiter hervorgerufen? Wir können das auf elektrische Ladungen innerhalb der Atome zurückführen. Im Atomkern befinden sich die positiv geladenen Protonen, in der Hülle die negativ geladenen Elektronen. Da die Atome mit ihren Kernen feste Gitterplätze einnehmen, können die positiv geladenen Kerne nicht fließen. Es bleiben daher nur die negativ geladenen Elektronen über – das „Elektronengas“ (siehe Kapitel 29, Seite 51). In metallischen Leitern wird der elektrische Strom durch das Fließen von Elektronen beschrieben. Am negativen (–) Pol herrscht Elektronenüberschuss, am positiven (+) Pol Elektronenmangel. Die Spannungsquelle treibt die Elektronen vom negativen Pol über den geschlossenen Stromkreis zum positiven Pol (Elektronenstrom). Solange der Strom eingeschaltet ist, werden die abfließenden Elektronen durch neue aus dem negativen Pol der Stromquelle ersetzt. Im Gegensatz zur Richtung des Elektronenstroms hat André Marie Ampère (franz. Physiker, 1725–1836) willkürlich die Stromrichtung vom positiven Pol zum negativen Pol angenommen. Sie wird bis heute als „technische Stromrichtung“ (technical direction of current) beibehalten (Abb. 61.1). Schaltet man in einem Stromkreis mit einer Glühlampe den elektrischen Strom ein, leuchtet diese sofort auf, weil überall im Stromkreis Elektronen gleichzeitig in Bewegung gesetzt werden. Diese bewegen sich jedoch nur sehr langsam weiter, mit etwa 1mm pro Sekunde. Wir sagen, es fließt ein elektrischer Strom. Versuch: Baue mit einem Netzgerät, das eine maximale Spannung von 24 Volt abgibt, einen Stromkreis auf. Überbrücke die Klemmen mit Stäben aus Eisen, Kupfer, Glas oder Holz bzw. mit Bändern aus Gummi oder Kunststoff (Abb. 61.2) und lege immer dieselbe Spannung an. Überprüfe die Leitfähigkeit dieser Stoffe und ordne sie nach der Größe des Zeigerausschlages! Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 61.1 Warum darfst du bei den Versuchen in Abb. 61.2 keine Steckdose als Spannungsquelle verwenden? 61.2 Gib Leiter und Nichtleiter des elektrischen Stroms an! Warum leuchtet eine Glühlampe sofort auf, auch wenn der Schalter weit von ihr entfernt ist? 61.1 Die Elektronen fließen vom Minuspol zum Pluspol. Die technische Stromrichtung ist entgegengesetzt zur Richtung des Elektronenstroms vom Pluspol zum Minuspol. — + A Schaltzeichen für ein Strommessgerät Schaltzeichen für eine Glühlampe Schaltzeichen für eine (Gleich-)Spannungsquelle technische Stromrichtung Elektronenstromrichtung 61.2 Im Stromkreis werden die Isolierklemmen durch Stäbe aus verschiedenen Stoffen überbrückt. Der elektrische Strom in metallischen Leitern wird durch fließende Elektronen („Elektronengas“) bewirkt. Es gibt Leiter und Nichtleiter (Isolatoren) des elektrischen Stroms. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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