Elektrostatik und elektrische Stromkreise
Was passiert, wenn man einen Luftballon an den Haaren reibt?
Erklärung: Durch Reibungselektrizität werden Elektronen von den Haaren auf den Ballon übertragen. Der Ballon wird negativ geladen, die Haare positiv. Deshalb kann der Ballon danach kleine Papierschnipsel anziehen.
Welche zwei Arten elektrischer Ladungen gibt es?
Erklärung: Es gibt positive (+) und negative (−) Ladungen. Gleiche Ladungen stoßen sich ab, ungleiche ziehen sich an.
Gleiche elektrische Ladungen ziehen sich an.
Erklärung: Falsch! Gleiche Ladungen (+ und + oder − und −) stoßen sich ab. Nur ungleiche Ladungen (+ und −) ziehen sich an.
Was besagt das Kern-Hülle-Modell des Atoms?
Erklärung: Im Kern-Hülle-Modell enthält der Atomkern positiv geladene Protonen (und neutrale Neutronen). In der Hülle bewegen sich negativ geladene Elektronen. Im neutralen Atom ist die Anzahl von Protonen und Elektronen gleich.
Im Atomkern befinden sich positiv geladene Teilchen, die ___ heißen.
Erklärung: Protonen sind positiv geladen und sitzen im Atomkern. Zusammen mit den neutralen Neutronen bilden sie den Kern. In der Hülle befinden sich die negativ geladenen Elektronen.
Die negativ geladenen Teilchen in der Atomhülle heißen ___.
Erklärung: Elektronen sind negativ geladen und bewegen sich in der Atomhülle um den Kern. Sie sind viel leichter als Protonen und können bei Reibung von einem Körper auf einen anderen übertragen werden.
Was versteht man unter elektrischem Strom?
Erklärung: Elektrischer Strom ist die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern. In Metallen sind es Elektronen, die sich durch den Leiter bewegen.
Was braucht man mindestens für einen funktionierenden Stromkreis?
Erklärung: Ein einfacher Stromkreis besteht aus einer Spannungsquelle (z. B. Batterie), einem Verbraucher (z. B. Lampe) und Leitungen. Entscheidend: Der Kreis muss geschlossen sein, sonst fließt kein Strom.
In einem offenen (unterbrochenen) Stromkreis fließt kein Strom.
Erklärung: Richtig! Nur in einem geschlossenen Stromkreis können die Ladungen fließen. Wird der Kreis unterbrochen (z. B. durch einen offenen Schalter), stoppt der Stromfluss.
Welche Wirkungen hat elektrischer Strom?
Erklärung: Elektrischer Strom hat drei wichtige Wirkungen: Leuchtwirkung (Lampe), Wärmewirkung (Heizdraht, Toaster) und magnetische Wirkung (Elektromagnet). An diesen Wirkungen erkennt man, dass Strom fließt.
Wenn Strom durch einen Draht fließt, entsteht um den Draht ein ___.
Erklärung: Jeder stromdurchflossene Leiter erzeugt ein Magnetfeld um sich herum. Das ist die magnetische Wirkung des elektrischen Stroms. Darauf beruhen Elektromagnete und Elektromotoren.
Was ist ein Wechselschalter?
Erklärung: Ein Wechselschalter leitet den Strom wahlweise über den einen oder den anderen Ausgang. Mit zwei Wechselschaltern kann man z. B. eine Lampe im Flur von beiden Enden aus ein- und ausschalten.
Ein Körper, der mehr Elektronen als Protonen hat, ist negativ geladen.
Erklärung: Richtig! Wenn ein Körper durch Reibung zusätzliche Elektronen aufnimmt, hat er mehr negative als positive Ladungen. Die Gesamtladung ist negativ.
Ein negativ geladener Ballon wird nahe an einen neutralen Papierschnipsel gehalten, ohne ihn zu berühren. Was geschieht im Papier?
Erklärung: Das ist Influenz: Die negative Ladung des Ballons stößt die negativen Ladungen im Papier ein Stück weg. Die zugewandte Seite wird dadurch leicht positiv, die abgewandte negativ – insgesamt bleibt das Papier neutral. Weil die positive Seite näher am Ballon ist, überwiegt die Anziehung, und der Schnipsel springt hoch. Ohne Berührung wandern keine Ladungen auf das Papier.
Ordne die Bauteile eines einfachen Stromkreises in der Reihenfolge, in der der Strom fließt.
Erklärung: In der technischen Stromrichtung fließt der Strom vom Pluspol durch die Leitung zum Verbraucher und über die Rückleitung zum Minuspol. (Die Elektronen bewegen sich tatsächlich in die umgekehrte Richtung.)
Warum sind Metalle gute elektrische Leiter?
Erklärung: In Metallen sind die äußeren Elektronen nicht fest an einzelne Atome gebunden, sondern können sich frei im Metallgitter bewegen. Deshalb können sie als Ladungsträger den elektrischen Strom transportieren.
Die Wärmewirkung des elektrischen Stroms wird z. B. im Toaster genutzt.
Erklärung: Richtig! Im Toaster fließt Strom durch einen Heizdraht mit hohem Widerstand. Dabei wird elektrische Energie in Wärme umgewandelt — die Wärmewirkung des Stroms.
Welche Sicherheitsregel gilt beim Experimentieren mit elektrischen Schaltungen?
Erklärung: Steckdosenspannung (230 V) ist lebensgefährlich! Schülerexperimente werden mit ungefährlicher Niederspannung (z. B. 4,5 V Batterien) durchgeführt.