Kern-Hülle-Modell Modellvorstellung zum elektrischen Strom Die

Grundwissenskärtchen für das Grundwissen aus der 7. Jahrgangsstufe
Kern-Hülle-Modell
Ein Atom ist in der Regel elektrisch neutral:
das heißt, es besitzt gleich viele Elektronen in der
Hülle wie positive Ladungen im Kern
- Strom ist fließende, elektrische Ladung.
Modellvorstellung
zum elektrischen Strom
Die Ladung
- In metallischen Leitern bewegen sich die
Elektronen vom Minuspol zum Pluspol der
Spannungsquelle.
- Strom wird nicht verbraucht:
das heißt, die Elektronen gehen nicht verloren.
- Es gibt zwei Arten von Ladungen:
positive und negative Ladungen.
- Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab,
ungleichnamige Ladungen ziehen sich an.
- Formelzeichen: I
- Einheit: [ I ] = 1 A (Ampère)
Die elektrische Stromstärke
- Sie ist ein Maß für die Anzahl der in einem
bestimmten Zeitraum durch einen
Leiterquerschnitt fließenden Landungen.
- Formelzeichen: U
Die elektrische Spannung
- Einheit: [ U ] = 1 V (Volt)
- Die elektrische Spannung ist die Ursache
für den elektrischen Stromfluss.
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- Formelzeichen: R
- Einheit: [ R ] = 1 Ω (Ohm)
- Jedes Bauteil hat einen elektrischen Widerstand.
Der elektrische Widerstand
- Der elektrische Widerstand ist der Quotient aus
der anliegenden Spannung und der sich
ergebenden Stromstärke:
kurz
- Ein Strommessgerät heißt Amperemeter und
wird in Reihe in den Stromkreis geschaltet.
- Schaltzeichen idealerweise,
Schaltzeichen im Schulbuch
Elektrische Messgeräte
- Ein Spannungsmessgerät heißt
Voltmeter und wird parallel in den
Stromkreis geschaltet.
- Schaltzeichen idealerweise,
Schaltzeichen im Schulbuch
Die wichtigsten Wirkungen
des elektrischen Stroms
Magnetismus
Die drei wichtigsten Wirkungen sind
- Leuchtwirkung
- Wärmewirkung
- magnetische Wirkung
- Es gibt zwei magnetische Pole:
Nordpol (rot) und Südpol (grün)
- Gleichnamige Pole stoßen sich ab,
ungleichnamige ziehen sich an.
- Jeder Magnet hat immer Nordpol und Südpol!
- Ferromagnetische Stoffe sind: Kobalt, Nickel,
Eisen und deren Legierungen.
- Wir unterscheiden Dauermagnet und
Elektromagnet (= stromdurchflossene Spule mit
einem Eisenkern)!
- Die Geschwindigkeit gibt an, wie schnell sich ein
Körper bewegt.
- Formelzeichen: v
- Einheit: [ v ] = 1
Geschwindigkeit
- Berechnung mit
- Umrechnung: 1
, in Worten:
= 3,6
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- Die Beschleunigung gibt an, um wie viel sich die
Geschwindigkeit eines Körpers in einem
Zeitabschnitt ändert.
- Formelzeichen: a
Beschleunigung
- Einheit: [ a ] = 1
=1
- Berechnung mit
Kräfte und ihre Richtungen
1. Gesetz von Newton
, in Worten:
- Kräfte sind die Ursache einer
Bewegungsänderung oder Verformung.
- Eine Kraft ist festgelegt durch Angriffspunkt,
Betrag (Stärke) der Kraft und Richtung der Kraft.
- Formelzeichen: F
- Einheit: [ F ] = 1 N (Newton) = 1
Trägheitgesatz
Wenn auf einen Gegenstand keine Kraft wirkt
oder sich alle auf ihn wirkenden Kräfte aufheben,
so bleibt er in Ruhe oder bewegt ich geradlinig
mit konstanter Geschwindigkeit weiter.
Heben sich alle Kräfte, die auf einen Körper wirken,
gegenseitig auf, so ist er im Kräftegleichgewicht.
2. Gesetz von Newton
F=m·a
Wirkt auf einen Körper der Masse m eine Kraft F,
so wird er mit der Beschleunigung a = F : m
beschleunigt.
Wechselwirkungsgesetz:
3. Gesetz von Newton
Übt ein Gegenstand auf einen zweiten Gegenstand
eine Kraft aus, so wirkt auch vom zweiten Gegenstand
auf den ersten eine gleich große und entgegen
gerichtete Kraft.
Diese vom zweiten Körper ausgeübte Kraft wird
Gegenkraft genannt.
Beachte: Während beim Wechselwirkungsgesetz zwei
Körper aufeinander einwirken, wirken beim Kräftegleichgeweicht verschiedene Kräfte auf einen Körper!
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- Für alle Gegenstände gilt:
Je größer die Kraft, desto größer die Verformung.
Zusammenhang zwischen
Kraft und Verformung
- Der Quotient aus der verformenden Kraft und der
zugehörigen Dehnung s heißt Federhärte D und
ist eine Kenngröße der Feder:
oder
- Einheit: [ D ] =
Zwei (oder mehr) Kräfte werden durch
Parallelverschiebung von Kraftpfeilen addiert:
Kräfteaddition
Wichtige Kräfte
Licht und Schatten
Bildentstehung
am Spiegel
-
Reibungskraft
elektrische Kraft
magnetische Kraft
Gravitationskraft, Sonderfall: Gewichtskraft
Die Gravitiationskraft, die die Erde auf einen
Gegenstand ausübt, nennt man Gewichtskraft FG.
Die Gewichtskraft an der Erdoberfläche berechnet
man mit FG = m · g, wobei g die Erdbeschleunigung ist.
Sie hat den Wert 9,81 .
- Licht bereitet sich von einer Lichtquelle geradlinig
nach allen Seiten aus.
- Sein Weg kann durch Lichtstrahlen erklärt
werden, wodurch sich die Entstehung von
Schatten erklären lässt.
- Bei zwei punktförmigen Lichtquellen ergibt sich:
(Bild einfügen)
- Das Spiegelbild des
Gegenstandes steht
genausoweit hinter
dem Spiegel wie der
Originalgegenstand
vor dem Spiegel.
- Es gilt das
Reflexionsgesetz:
Einfallswinkel = Ausfallswinkel
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Brechung
Bildentstehung bei
Sammellinsen
Farben
- Ein Lichtstrahl ändert an der Grenzfläche
zwischen zwei Stoffen seine Richtung. Dies nennt
man Brechung.
- Der Winkel
zum Einfallslot
im optisch
dichteren Stoff
ist kleiner.
- Eine
Sammellinse ist in
der Mitte
dicker als
an den
Rändern.
- Mithilfe
von Parallelstrahl, Mittelpunktsstrahl und
Brennstrahl lassen sich die Bilder konstruieren.
Wird weißes Licht in seine einzelnen Bestandteile
zerlegt, so erhalten wir alle Regenbogenfarben (rot,
orange, gelb, grün, blaugrün, blau, violett)
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