Gemischte Aufgaben zum elektrischen Stromkreis - Lösungen
1) Dynamo
Wie funktioniert ein Generator? Beschreibe dazu den Versuch
Der Versuch aus dem Lernzirkel wird hier beschrieben.
2) Wasserstromkreis
Vergleiche in einer Tabelle einen Wasserstromkreis mit einem elektrischen Stromkreis
Eine unvollständige Tabelle ist im Lernzirkel, die vollständige im Heft.
3) Stromwirkungen
Welche Wirkungen des elektrischen Stroms gibt es? Nenne jeweils auch ein praktisches Beispiel!
- Wärmewirkung: Kabel werden erhitzt beim Toaster, Bügeleisen, Waschmaschine, Wasserkocher, Herdplatte,...
- magnetische Wirkung: Um einen elektrischen Strom ist ein Magnetfeld. Elektromagnete befinden sich in vielen Elektromotoren.
- chemische Wirkung: Strom treibt eine chemische Reaktion an. Salzwasser als Leiter, Elektrolyse von Kupferchlorid, Aluminiumherstellung,...
- Lichterzeugung: elektrischer Strom regt Stoffe zum Leuchten an. In einer Leuchtdiode sendet ein Halbleiter Licht aus, in einer Leuchtstoffröhre (Energiesparlampe) ein Gas. In einer Glühbirne wird der Glühdraht so heiß, dass er leuchtet.
4) Magnetfelder
Zeichne jeweils einige Feldlinien und Flächen ein und kennzeichne die Stromrichtung.
- Die Linien zeichnet man nach der "Rechte-Hand-Regel". Die Bilder sieht man hier.
5) Leiter und Isolatoren
Nenne einige Stoffe, die Leiter sind und einige, die Isolatoren sind.
Für Spannungen bis 1000 Volt bei "normaler" Temperatur und Druck gilt:
- Leiter: Alle Metalle, Graphit, Salzwasser
- Isolatoren: Kunststoffe, Holz, Papier, Porzellan, Glas, reines Wasser, alle Gase,...
- Bei einem leitenden Feststoff ist die äußere Elektronenhülle (Valenzelektronen) leicht verschiebbar. Die Ladung wird durch das Verschieben von Elektronen transportiert.
- Flüssigkeiten können leiten, wenn sie Ionen von gelösten Stoffen enthalten. Die positiven Ionen wandern zur Kathoden, die negativen zur Anode. Ladung wird durch wandernde Ionen transportiert.
- Gase können leiten, wenn die Gasmoleküle ionisiert werden. Dann geschieht wie bei Flüssigkeiten der Ladungstransport durch die Bewegung der Ionen.
6) elektrische Spannug
An der Steckdose liegt eine Spannung von 230 Volt an. Was bedeutet das?
- Jedes Coulomb Ladung transportiert 230 Joule Energie.
7) elektrischer Widerstand
Ein Wasserkocher hat einen Widerstand von 10 Ohm. Was bedeutet das?
- Um einen Strom der Stärke ein Ampère fließen zu lassen, muss man eine Spannung von 10 Volt anlegen. Für zwei Ampère benötigt man 20 Volt, der Quotient aus Spannung und Stromstärke beträgt immer 10 Volt pro Ampère.
8) Ohmsches Gesetz
Welche Aussage macht das „Ohmsche Gesetz“?
- Der elektrische Widerstand ist konstant und hängt nicht von der Stromstärke ab. Dadurch ist die Stromstärke proportional zur Spannung. (Bei einem sich erhitzenden Eisendraht ist das zum Beispiel nicht der Fall.)
9) elektrische Leistung
Ein Fön hat eine Leistung von 800 Watt. Was bedeutet das?
- Um den Fön zu betreiben, benötigt man in jeder Sekunde 800 Joule Energie.
10) der Rest
Alle anderen Aufgaben, die wir gemacht haben.
