E-Referat: DRUGS

Seite 1 von5
1. Elektrostatik:
Elektrostatik ist die Lehre von ruhenden Ladungen.
Schon im 7. Jahrhundert vor Chr. war den Griechen bekannt, dass Bernstein mit
Seidentuch gerieben, Wollfäden und Staubteilchen anzog. Bereits damals wusste
man, dass Bernstein (ein Harz) durch Reibung eine Aufladung hervorrufen kann.
Bernsteinstücke zogen kleine Federn und Grashalme an, wenn sie zuvor mit Wolle
gerieben wurde. Erst um ca. 1600 erkannte der englische Arzt William Gilbert,
dass es sich um eine allgemeine Eigenschaft von Körpern handelt.
Wie kann Elektrostatik entstehen?
Elektrostatische Ladungen entstehen, wenn zwei verschiedene Stoffe in engen
Kontakt gebracht werden. Elektrostatische geladene Körper ziehen leichte
Gegenstände an. Durch elektrostatische Ladungen werden Kräfte ausgeübt:
Gleichnamige Ladungen stoßen einander ab.
Ungleichnamige Ladungen ziehen einander an.
1. Durch Aufladung:
Durch das Vorhandensein von positiver oder negativer Ladung im Überschuss als
Folge von Reibung bei Isolatoren oder elektrisch isolierten Körpern. (Beim Ballon
haben wir die Kunststoffhülle durch Reibung an unseren Haaren aufgeladen.)
Man nennt dies auch Reibungselektrizität.
2. Influenz:
Bei der Influenz wird z.B. im Körper des Menschen, der über einen positiv
geladenen Fußboden schreitet, eine entsprechend hohe gegensätzliche d.h.
negative Ladung gebildet, die beim Berühren von geerdeten Teilen (Computer)
oft zu Funkenentladungen führen kann.
3. Ionisation:
Mindestens ein Elektron aus einem neutralen Atom oder Molekül wurde
abgetrennt oder hinzugefügt.
Fehlt eins, ist das Ion positiv, beim Hinzufügen hingegen negativ geladen.
Einfacher gesagt, wir haben ein Ungleichgewicht.
Elektrostatik , Elektrizität
Christine Hammer
4-A 2005/2006
Seite 2 von5
Verschiedene Stoffe (Glas, Kunststoffböden, Pullover mit Kunstfaser,
Autokassoserie ... ) werden durch Reibung mit einem anderen Körper in den
sogenannten elektrischen Zustand gebracht. Man bezeichnet sie als „elektrisch
geladen.“ Sie besitzen auch die Eigenschaft, leichte Körper anzuziehen
(Papierschnitzel, Haare). Beim Gehen auf Kunststoff – oder Teppichböden kann
der Mensch elektrisch (genauer: elektrostatisch) aufgeladen werden. Berührt er
dann eine Türklinke oder reicht er einer anderen Person die Hand, erhält einen
„elektrischen Schlag“. Beim Ausziehen eines Pullovers mit hohem Anteil an
Kunstfasern tritt oft derselbe Effekt auf; diese Entladungen sind häufig mit
hörbarem Knistern verbunden, das von überspringenden Funken verursacht wird.
Was sind Atome?
Es sind die kleinsten Teilchen eines chemischen Elementes.
Würden wir beispielsweise Wasser immer wieder teilen, bis es nicht mehr geht,
würden wir "sehen" können, dass das Wasser aus zwei Wasserstoffatomen und
einem Sauerstoffatom besteht.
Weiter könnten wir das Wasser nicht mehr teilen. Sonst hätten wir nur noch
reinen Wasserstoff und Sauerstoff. Wasser beispielsweise trägt daher die
Bezeichnung H2O. (H="Hydro" was soviel wie "Wasser" bedeutet " und O="Oxyd",
gleichbedeutend mit Sauerstoff)
H2O bedeutet demnach "Dieses chemische Element hat 2 Wasserstoff und 1
Sauerstoff-Atom"
Das Atom besteht aus
1. Protonen
diese sind elektrisch positiv geladen.
Es sind die Kernteilchen, welche die Elektronen an das Atom binden
2. Neutronen
sie sind, wie der Name bereits vermuten lässt, neutral
Es sind die Kernteilchen, welche die Protonen aneinander binden. Sozusagen der
"Klebstoff" für die Protonen.
3. Elektronen
Elektronen sind negativ geladen.
Es sind die Teilchen der Atomhülle, welche den Atomkern umkreisen.
Alles zusammen ist ein Atom.
Elektrostatik , Elektrizität
Christine Hammer
4-A 2005/2006
Seite 3 von5
Einige Atome können relativ leicht Elektronen aufnehmen und andere leicht
Elektronen abgeben. Treffen solche Atome aufeinander, so passiert es, dass ein
Elektron vollständig von einem Atom auf das andere Atom übergeht. Die beiden
Atome werden damit zu Ionen. Ionen ist die Bezeichnung für elektrisch
geladene Atome.
Gleichnamige Ladungen stoßen einander ab, ungleichnamige ziehen sich an.
Experimente vorführen, danach die physikalische Sicht für das Kind:
Der Strohhalm zum Beispiel wird durch die Reibung aufgeladen und es fangen
ganz kleine Teilchen an überzutreten zum anderen Gegenstand, dem man in der
Berührung hat. Der Strohhalm ist dann für eine bestimmte Zeit elektrostatisch.
Diese Phänomen nennt man Elektrostatik. Es gibt verschiedene Ladungen, wie
positiv aber auch negativ elektrische Ladungen. Jeder Körper hat positive und
negative Ladung. Wenn er beides in gleichen Mengen besitzt, dann nennt man das
elektrisch neutral. Ist ein Gegenstand elektrisch positiv geladen, fehlen ihm die
Elektronen. Ist er jedoch negativ geladen, hat er zu viele Elektronen. Negative
und positive Ladungen zeihen sich an. Jeder Gegenstand möchte jedoch
elektrisch neutral sein. Der positiv geladene Körper möchte also Elektronen
bekommen und der negativ geladene Körper möchte Elektronen abgeben, um
wieder elektrisch neutral zu sein. Dass heißt wenn man den Luftballon auf den
Seidentuch oder auf den Haaren reibt, lädt er sich auf mit negativen Teilchen
und später zieht die positiven Teilchen der Haare an und richten sie auf. Der
Luftballon entlädt sich so bis die Ladung nachlässt, dann sind beide wieder
elektrisch neutral.
2. Elektrizität:
Ursprünglicher Sitz der Elektrizität ist das Atom. Das Wasserstoffatom z.B.
besteht aus einem Proton als Kern und einem Elektron, das diesem Kern auf einer
bestimmten Bahn umkreist. Das Proton bezeichnet man als elektrisch positiv, das
Elektron als negativ geladen. Zwischen beiden befindet sich die „Elektrizität“ in
Form eines besonderen Raumzustandes. Der als elektrisches Feld bezeichnet
wird. Normalerweise erscheint ein Stoff nach außen hin neutral, weil ebenso
viele positiv wie negative Ladungen in ihm enthalten sind.
Kraftwirkungsregel bei elektrischen Ladungen:
Ungleichnamige elektrische Ladungen ziehen sich an, gleichnamige stoßen sich ab.
Elektrostatik , Elektrizität
Christine Hammer
4-A 2005/2006
Seite 4 von5
Stromkreise
elektrische Leiter:
Der elektrische Leiter besteht aus Werkstoffen, die den elektrischen Strom
weiterleiten können (z.B. Metalle).
elektrische Nichtleiter:
Der elektrische Nichtleiter kann nicht für den Transport von elektrischer
Energie verwendet werden.
elektrischer Strom:
Der elektrische Strom fließt nur in einem geschlossenen elektrischen
Stromkreis. Der Stromfluss hat elektrische, mechanische, thermische,
elektromagnetische und chemische Wirkungen auf den Leiter und das Umfeld.
Stromarten:
Nach der Erscheinungsform des elektrischen Stromes wird grundsätzlich
zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) unterschieden. Gleichstrom
fließt nur in eine Richtung und mit gleich bleibender Stärke. Wechselstrom
ändert innerhalb einer bestimmten Zeit Richtung und Stärke. Vorteile des
Gleichstroms vor allem die einfachere Regelbarkeit. Vorteil des Wechselstromes
vor allem die bessere und energieverlustfreiere Transportmöglichkeit.
Stromdichte:
Stromstärke je mm² Leiterquerschnitt. Ist die Stromdichte zu hoch, wird der
Leiter unzulässig stark thermisch belastet. Dies kann bis zur Zerstörung des
Leiters führen. Je besser der Leiterwerkstoff und die Kühlung eines Leiters,
desto stärker kann er bei gleich bleibendem Durchmesser belastet werden. Die
Sicherungseinrichtungen müssen immer so bemessen werden, dass eine
unzulässige thermische Belastung eines Leiters sicher verhindert wird.
elektrische Spannung:
Unterschied zwischen dem Energieniveau der Stromquelle und dem Verbraucher
oder einer Referenzstelle. Je höher der Unterschied des Energieniveaus, desto
höher ist die Spannung. Der Ausgleich zwischen hohem und niederem
Energieniveau verursacht den Stromfluss in einem geschlossenen Stromkreis.
elektrischer Widerstand:
Die Widerstandskraft, die ein Leiter oder Verbraucher einem Stromfluss
entgegensetzt und von der elektrischen Spannung Überwunden werden muss.
Elektrostatik , Elektrizität
Christine Hammer
4-A 2005/2006
Seite 5 von5
Elektrizität physikalische Sichtweise für das Kind:
Es ist uns heute eine Selbstverständlichkeit, in einem Zimmer elektrisches
LICHT einzuschalten. Im Haushalt verwenden wir viele Elektrogeräte. Den
täglichen Umgang mit Elektrizität gibt es jedoch erst seit weniger als hundert
Jahren. Es wurden aber schon viel früher elektrische LADUNGEN beobachtet,
z.B.: das Knistern beim Frisieren mit einem Bernsteinkamm. Vom griechischen
Wort für Bernstein (elektron) stammt unserer Wort Elektrizität. Heute
bezeichnen wir mit Elektrizität alle Erscheinungen, die auf elektrische Ladungen
zurückgehen.
Elektrostatik , Elektrizität
Christine Hammer
4-A 2005/2006