115 62 Elektrische Leiter Versuch: Aus welchen Stoffen bestehen die Drähte von Stromkabeln und Freileitungen? Was hast du bei deinen Untersuchungen über die Leitfähigkeit verschiedener fester Stoffe festgestellt? Du hast herausgefunden, dass einige Stoffe den elektrischen Strom gut, andere ihn gar nicht oder nur sehr schlecht leiten. Die meisten der guten elektrischen Leiter sind wegen ihres kristallinen Aufbaus (Abb. 62.1) Metalle. Die frei beweglichen Elektronen in Metallen sind die Ursache für deren gute elektrische Leitfähigkeit (conductivity). Wird ein Metall Teil eines Stromkreises, bewegen sich die Elektronen langsam durch das Metall (Abb. 62.2). Wir sagen, es fließt ein elektrischer Strom. Versuch: Überbrücke im Stromkreis nach Abb. 62.3 die Klemmen mit gleich langen, gleich dicken Drähten aus zwei verschiedenen Metallen. Nimm dazu zuerst einen Sicherungsdraht aus Kupfer und merke dir die Helligkeit der Glühlampe! Verwende dann einen Widerstandsdraht. Was beobachtest du? Die Glühlampe leuchtet verschieden hell. Das bedeutet, dass verschiedene Metalle den Strom unterschiedlich gut leiten. Ein Glühlämpchen ist für diese Feststellung ausreichend empfindlich. Bei genauen Messungen hat man herausgefunden: Silber ist der beste, Kupfer der zweitbeste elektrische Leiter. Auch Gold und Aluminium zeigen sehr gute Leitfähigkeit. Fließen viele Elektronen durch einen dünnen Draht, so erwärmt er sich. Dies wird z. B. in Glühlampen und Heizspiralen ausgenützt. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 62.1 Wie könnte man erklären, dass verschiedene Metalle den elektrischen Strom verschieden gut leiten? 62.2 Trotz der geringen Geschwindigkeit der Elektronen in einem Draht leuchtet eine Lampe sofort auf, wenn man den Stromkreis schließt. Warum? Warum wird zwar die Wendel einer Glühlampe so heiß, dass sie glüht, aber nicht die Zuleitung? 62.1 Die Oberfläche eines Metalls, ca. 500-fach vergrößert, zeigt den kristallinen Aufbau. 62.2 In einem Metall befinden sich frei bewegliche Elektronen. Die „Atomrümpfe“ bilden das Metallgitter. Dieses wird vom „Elektronengas“ fest zusammengehalten. frei bewegliche Elektronen Metallgitter 62.3 Die Glühlampe zeigt an, dass verschiedene Metalle den Strom unterschiedlich gut leiten. Das Elektronengas ist die Ursache für die gute Leitfähigkeit der Metalle. 62.4 Wo treten im Alltag elektrische Leiter auf? Was glaubst du, in den beiden Bildern erkennen zu können? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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