Transcript Elektrische Leitungsvorgänge - Caspar-Heinrich

Elektrische Leitungsvorgänge
Klasse 9
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 1
Welche Voraussetzungen sind in
einem Draht erfüllt, damit ein
elektrischer Stromfluss in einem
metallischen Leiter ermöglicht wird?
(A) Im Draht müssen freibewegliche Ionen vorhanden sein.
(B) Im Draht müssen freibewegliche Elektronen vorhanden sein
und es muss eine Spannung anliegen.
(C) Im Draht müssen Elektronen und Ionen vorhanden sein.
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 2
In welchen Flüssigkeiten fließt ein
elektrischer Strom?
(A) Leitungswasser
(B) Destilliertes Wasser
(C) Schwefelsäure
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 3
Wie heißt der Vorgang zur
Bereitstellung wanderungsfähiger
Ladungsträger in einem Gas?
(A) Dissoziation
(B) Emission
(C) Ionisation
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 4
Welche der folgenden Beispiele sind
Erscheinungen für den
Leitungsvorgang in einem Gas?
(A) Bei einem Gewitter sieht man einen Blitz.
(B) In der Fernsehbildröhre bewegen sich Elektronen.
(C) Leuchtstofflampen erzeugen farbiges Licht.
(D) Beim elektrischen Schweißen entsteht ein Lichtbogen.
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 5
In einer Glimmlampe fließt bei einer
Betriebsspannung von 20V ein Strom
von 0,1 mA.
Wie groß ist der Widerstand?
(A) 2000 Ohm
(B) 200 000 Ohm
(C) 20 Kiloohm
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 6
Rechnen Sie um!
Wie viel Milliampere sind 2,5 A?
(A) 250 mA
(B) 2500 mA
(C) 25 mA
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 7
Ein Elektron bewegt sich beim Durchlauf durch ein Vakuum bei
einer Spannung von 500V mit einer Geschwindigkeit von 600
km/h.
Wie ändert sich die Geschwindigkeit, wenn das Elektron bei
gleicher Spannung einen mit Gas gefüllten Kolben durchläuft?
(A) Die Geschwindigkeit ändert sich nicht.
(B) Die Geschwindigkeit wird größer als 600 km/h.
(C) Die Geschwindigkeit wird kleiner als 600 km/h.
Lösungen
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 1
Welche Voraussetzungen sind in
einem Draht erfüllt, damit ein
elektrischer Stromfluss in einem
metallischen Leiter ermöglicht wird?
(A) Im Draht müssen freibewegliche Ionen vorhanden sein.
(B) Im Draht müssen freibewegliche Elektronen vorhanden sein
und es muss eine Spannung anliegen.
(C) Im Draht müssen Elektronen und Ionen vorhanden sein.
Elektrische Leitungsvorgänge
Ein Draht besitzt einen regelmäßigen
Atomaufbau. Alle Atome haben ihren festen Platz.
Aus der Elektronenhülle können Elektronen
herausgelöst werden. Sie sind nun freibeweglich
und bewegen sich in Richtung des Pluspoles der
Spannungsquelle.
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 2
In welchen Flüssigkeiten fließt ein
elektrischer Strom?
(A) Leitungswasser
(B) Destilliertes Wasser
(C) Schwefelsäure
Elektrische Leitungsvorgänge
In einer Flüssigkeit müssen freibewegliche Ionen
vorhanden sein. Diese bewegen sich zum Plus oder Minuspol entsprechend ihrer Ladung.
Destilliertes Wasser besitzt keine freibeweglichen
Ionen. In Leitungswasser und Säuren befinden
sich jedoch gelöste Salze, die einen Stromfluss
ermöglichen.
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 3
Wie heißt der Vorgang zur
Bereitstellung wanderungsfähiger
Ladungsträger in einem Gas?
(A) Dissoziation
(B) Emission
(C) Ionisation
Elektrische Leitungsvorgänge
Ein Gas besteht im wesentlichen aus
Gasteilchen, den Molekülen. Wenn Gas
elektrisch leitend werden soll, dann müssen diese
Moleküle in Ionen und Elektronen aufgespalten
werden. Diesen Vorgang nennen wir
IONISATION.
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 4
Welche der folgenden Beispiele sind
Erscheinungen für den
Leitungsvorgang in einem Gas?
(A) Bei einem Gewitter sieht man einen Blitz.
(B) In der Fernsehbildröhre bewegen sich Elektronen.
(C) Leuchtstofflampen erzeugen farbiges Licht.
(D) Beim elektrischen Schweißen entsteht ein Lichtbogen.
Elektrische Leitungsvorgänge
Leitungsvorgänge in Gasen sind oft mit
Lichterscheinungen verbunden. Dies geschieht
während die neutralen Moleküle in Ionen
aufgespalten werden.
In der Elektronenstrahlröhre hingegen wandern
die Elektronen durch ein Vakuum und treffen
dann erst auf den Bildschirm auf und dort
entsteht ein Lichtpunkt.
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 5
In einer Glimmlampe fließt bei einer
Betriebsspannung von 20V ein Strom
von 0,1 mA.
Wie groß ist der Widerstand?
(A) 2000 Ohm
(B) 200 000 Ohm
(C) 20 Kiloohm
Elektrische Leitungsvorgänge
Der Widerstand ergibt sich aus: R = U : I
Die Spannung beträgt 20 V, die Stromstärke
I = 0,1 mA = 0,0001A.
Folglich rechnen wir:
R = 20 : 0,0001= 200000 Ohm.
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 6
Rechnen Sie um!
Wie viel Milliampere sind 2,5 A?
(A) 250 mA
(B) 2500 mA
(C) 25 mA
Elektrische Leitungsvorgänge
Die Vorsilbe milli bedeutet 1 Tausendstel.
1mA = 1A :1000= 0,001A
Umgekehrt gilt also:
1A = 1mA • 1000 = 1000mA
Daraus ergibt sich:
2,5 A = 2,5 • 1000mA = 2500mA
Elektrische Leitungsvorgänge
Frage 7
Ein Elektron bewegt sich beim Durchlauf durch ein Vakuum bei
einer Spannung von 500V mit einer Geschwindigkeit von 600
km/h.
Wie ändert sich die Geschwindigkeit, wenn das Elektron bei
gleicher Spannung einen mit Gas gefüllten Kolben durchläuft?
(A) Die Geschwindigkeit ändert sich nicht.
(B) Die Geschwindigkeit wird größer als 600 km/h.
(C) Die Geschwindigkeit wird kleiner als 600 km/h.
Elektrische Leitungsvorgänge
Das Vakuum ist ein luftleerer Raum. Das
bedeutet, dass sich dort keine anderen Teilchen
befinden. Die Elektronen können sich
ungehindert bewegen. Wenn sie sich hingegen
durch ein Gas bewegen, stoßen sie mit den
Gasteilchen zusammen. Sie werden gebremst.
Die Folge ist, sie werden langsamer.
Elektrische Leitungsvorgänge
in
Metallen
Ladungsträger
Bereitstellung
der
Ladungsträger
Technische
Anwendung
in
Flüssigkeiten
in
Gasen
im
Vakuum
in
Halbleitern
Elektrische Leitungsvorgänge
in
Metallen
Ladungsträger
Elektronen
Bereitstellung
der
Ladungsträger
Bereits
vorhanden
Technische
Anwendung
• Technischer
Widerstand
• Draht
• Spule
in
Flüssigkeiten
in
Gasen
im
Vakuum
in
Halbleitern
Elektrische Leitungsvorgänge
in
Metallen
in
Flüssigkeiten
Ladungsträger
Elektronen
• positive Ionen
• negative Ionen
Bereitstellung
der
Ladungsträger
Bereits
vorhanden
Dissoziation
Technische
Anwendung
• Technischer
Widerstand
• Draht
• Spule
• Galvanisieren
• Autobatterie
(Akkumulator)
in
Gasen
im
Vakuum
in
Halbleitern
Elektrische Leitungsvorgänge
in
Metallen
in
Flüssigkeiten
in
Gasen
Ladungsträger
Elektronen
• positive Ionen
• negative Ionen
• Elektronen
• negative Ionen
Bereitstellung
der
Ladungsträger
Bereits
vorhanden
Dissoziation
Ionisation
Technische
Anwendung
• Technischer
Widerstand
• Draht
• Spule
• Galvanisieren
• Autobatterie
(Akkumulator)
• Leuchtstoffröhre
• elektrisches
Schweißen
im
Vakuum
in
Halbleitern
Elektrische Leitungsvorgänge
in
Metallen
in
Flüssigkeiten
in
Gasen
im
Vakuum
Ladungsträger
Elektronen
• positive Ionen
• negative Ionen
• Elektronen
• negative Ionen
• Elektronen
Bereitstellung
der
Ladungsträger
Bereits
vorhanden
Dissoziation
Ionisation
Emission
(Glühemission,
Fotoemission)
Technische
Anwendung
• Technischer
Widerstand
• Draht
• Spule
• Galvanisieren
• Autobatterie
(Akkumulator)
• Leuchtstoffröhre
• elektrisches
Schweißen
• Fernsehbildröhre
• Oszillograf
in
Halbleitern
Elektrische Leitungsvorgänge
in
Metallen
in
Flüssigkeiten
in
Gasen
im
Vakuum
in
Halbleitern
Ladungsträger
Elektronen
• positive Ionen
• negative Ionen
• Elektronen
• negative Ionen
• Elektronen
• Elektronen
•Löcher (Defektelektronen)
Bereitstellung
der
Ladungsträger
Bereits
vorhanden
Dissoziation
Ionisation
Emission
(Glühemission,
Fotoemission)
Dotieren
Technische
Anwendung
• Technischer
Widerstand
• Draht
• Spule
• Galvanisieren
• Autobatterie
(Akkumulator)
• Leuchtstoffröhre
• elektrisches
Schweißen
• Fernsehbildröhre
• Oszillograf
• Diode
• Transistor
• Heißleiter
(elektronisches
Thermometer)