Elektrische Leitungsvorgänge - Caspar-Heinrich
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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)
