ZUM-Unterrichten - Logo.png
Viele Inhalte sind umgezogen ins neue ZUM-Unterrichten.

Der elektrische Strom

aus ZUM-Wiki, dem Wiki für Lehr- und Lerninhalte auf ZUM.de
Wechseln zu: Navigation, Suche
Kurzinfo
Conical flask blue.svg Diese Seite wurde im Rahmen des Projekts ZUM-Differenzieren erstellt.
Diese Seite gehört zum Projekt Best Practice in den Naturwissenschaften.

Es handelt sich um ein Arbeitsblatt zum Thema Elektrizität auf grundlegendem Niveau. Es sind weitere Versionen dieser Seite geplant.



Du hast vermutlich bereits gelernt, dass es Stoffe gibt, in denen sich elektrische Ladungen gut bewegen können. Diese Stoffe bezeichnen wir als elektrische Leiter. Alle Metalle sind elektrische Leiter.

Stoffe in denen sich Ladungen nicht bewegen können bezeichnen wir als elektrische Nichtleiter oder als Isolatoren.

Ein Stromkabel besteht immer aus einem elektrischen Leiter. Meistens wird hierfür Kupfer verwendet. Außerdem ist ein Stromkabel mit einem Isolator ummantelt, damit man nicht aus Versehen mit dem elektrischen Leiter in Kontakt kommt.

Bild eines Wasserstroms und einer kurzgeschlossenen Batterie
Wenn man an einem Stromkabel auf der einen Seite viele gleichnamige Ladungen aufbringt und am anderen Ende des Kabels diese Ladungen abzieht, dann strömen die Ladungen durch das Kabel. Sie versuchen den Ladungsunterschied auszugleichen. Je größer der Unterschied zwischen den beiden Seiten ist, desto dringender strömen die Ladungen durch das Kabel.

Die Bewegung der Ladungen kann man weder sehen noch hören. Man kann sie sich aber vorstellen: Wenn Du zwei Glasgefäße am Boden mit einem Schlauch verbindest, und nur in eines der beiden Gefäße Wasser füllst, dann wird das Wasser vom volleren Gefäß durch den Schlauch in das leere Gefäß strömen, bis in beiden Gefäßen gleich viel Wasser steht.

Bei den elektrischen Ladungen ist das beinahe genauso. Nur dass hier statt Wasser elektrische Ladungen fließen. Am Minus-Pol befinden sich viel mehr negative Ladungen. Würdest Du die Pole einer Batterie direkt mit einem elektrischen Leiter verbinden, dann würden die negativen Ladungen vom Minus-Pol durch den Leiter zum Plus-Pol fließen, bis die Ladungen wieder gleichmäßig verteilt sind. (Achtung: Die Batterie wird dabei sehr heiß!)

In unserem Stromnetz sorgen Stromkraftwerke dafür, dass an einem Pol immer genügend Ladungen vorhanden sind. Wir können die fließenden Ladungen in all unseren elektrischen Geräten nutzen.

Wir sagen, es fließt ein Farm-Fresh bullet go-16px.pngelektrischer Strom , wenn Ladungen durch einen elektrischen Leiter strömen.

Nuvola Stift.png   Aufgabe 1: Unterschiedliche Wasserstände vs. ungleichmäßige Ladungsverteilung

Markiere in dem obigen Bild den Begriff Glaßgefäße und den entsprechenden Begriff in der Zeichnung von der Batterie blau!
Markiere im obigen Bild außerdem den Begriff "Wasserschlauch und den entsprechenden Begriff in der Zeichnung der Batterie grün!

Zeichne nun einen Pfeil unter den Wasserschlauch der die Strömungsrichtung anzeigt und notiere, was hier strömt!
Zeichne außerdem einen Pfeil unter das Stromkabel der die Strömungsrichtung anzeigt und notiere, was hier strömt!


Nuvola apps edu science.svg   Versuch 1: Bewegte Ladungen erkennen

Dokumentiere diesen Versuch in einem Versuchsprotokoll! Baue eine Prüfstrecke für elektrische Leiter auf! Du benötigst dafür:

  • eine Spannungsversorgung mit Netzanschluss
  • zwei Messkabel
  • zwei Isolatoren
  • eine Laborunterlage
  • verschiedene Metallkabel

Stelle die Isolatoren im Abstand von ca. 20cm auf die Laborunterlage! Verbinde einen Isolator mit dem roten und einen Isolator mit dem blauen Anschluss der Spannungsversorgung! Spanne einen Draht zwischen beiden Isolatoren ein! Lass den Aufbau von Deinem Lehrer überprüfen!

Beobachte, was passiert, wenn Du die Spannung an der Spannungsversorgung langsam hochdrehst!

Nuvola apps edu science.svg   Versuch 2: Systematische Untersuchung

Überlege Dir eine Farm-Fresh bullet go-16px.pngVersuchsreihe mit der Du das Verhalten des Drahtes unter dem Einfluss von elektrischem Strom systematisch untersuchen kannst! Besprich diesen Versuch in Deinem 2er-Team! Stellt Euren Versuch Eurem Lehrer vor bevor Ihr mit der Versuchsreihe beginnt!

Dokumentiert Eure Messergebnisse in einer Tabelle deren Kopf wie folgt aussehen könnte:

#MaterialStärkeLängeSpannung.........
Nuvola apps edu science.svg   Versuch 3: Wie viele Ladungen strömen?

Du benötigst für diesen Versuch ein Multimeter und ein weiteres Messkabel.

Lass Dir zeigen, wie Du mit dem Multimeter die Stromstärke messen kannst!

Führe eine Messreihe durch mit der Du ermittelst, ob es einen systematischen Zusammenhang zwischen der Länge des Drahtes und der Stromstärke gibt bei der der Draht durchbrennt!

Eine Messtabelle könnte wie folgt aussehen:

#MaterialStärkeLängemaximale
Stromstärke