Die Art der elektrischen Ladung (positiv, negativ, neutral), die durch Reibung entstehen kann, hängt vom des jeweiligen Körpers ab.

Transkript

1 Elektrizität 1 raul simionescu RS Dachau Versuch 1 Luftballon Fell behaarter Unterarm Versuch 2 geriebene Luftballons Tafel Versuch 3 geriebener Glas, Plastik oder Gummistab Elektroskop Versuch 4 geriebener Stab (a) geriebener Stab (b) geriebener Stab Körper sind aus kleinen Teilchen aufgebaut, den. Ein Atom besteht aus einem geladenen Kern und aus geladenen Elektronen, die den Kern umgeben. Werden zwei Körper aneinander gerieben, so können von einem Körper zum anderen übergehen. Ein Körper, dem Elektronen, ist elektrisch positiv geladen. Ein Körper mit Elektronenüberschuss ist elektrisch negativ geladen. Die Art der elektrischen Ladung (positiv, negativ, neutral), die durch Reibung entstehen kann, hängt vom des jeweiligen Körpers ab. Elektrisch geladene Körper üben Kräfte aufeinander aus: gleichnamige Ladung > ungleichnamige Ladung > Je größer der Abstand zwischen elektrisch geladenen Körpern ist, desto ist die Kraftwirkung zwischen ihnen.

2 Elektrizität Elektrizität 1 raul simionescu RS Dachau Versuch 1 In der Nähe des geriebenen Luftballons stellen sich die aare auf. Luftballon Fell behaarter Unterarm Versuch 2 Der geriebene Luftballon haftet an der Tafel. Wird ein zweiter geriebener Luftballon in die Nähe des ersten gebracht, so wird dieser weg bewegt. geriebene Luftballons Tafel Versuch 3 geriebener Glas, Plastik oder Gummistab Bei Berührung des Elektroskops mit einem geriebenen Stab, wird der Zeiger ausgelenkt. Je intensiver die Reibung ist, desto stärker ist die Auslenkung. Elektroskop Versuch 4 geriebener Stab (a) geriebener Stab (b) Der drehbare Stab dreht sich zum Stab (a) hin, und vom Stab (b) weg. geriebener Stab Körper sind aus kleinen Teilchen aufgebaut, den. Ein Atom besteht aus einem Atomen negativ geladenen Kern und aus geladenen Elektronen, die den Kern positiv umgeben. Werden zwei Körper aneinander gerieben, so können von Elektronen einem Körper zum anderen übergehen. Ein Körper, dem Elektronen, ist elektrisch fehlen positiv geladen. Ein Körper mit Elektronenüberschuss ist elektrisch negativ geladen. Die Art der elektrischen Ladung (positiv, negativ, neutral), die durch Reibung entstehen kann, hängt vom des jeweiligen Körpers ab. Material Elektrisch geladene Körper üben Kräfte aufeinander aus: gleichnamige Ladung > Abstoßung ungleichnamige Ladung > Anziehung Je größer der Abstand zwischen elektrisch geladenen Körpern ist, desto ist die kleiner Kraftwirkung zwischen ihnen.

3 Elektrizität 2 raul simionescu RS Dachau Watte positiv geladene negativ geladene Konduktorkugel grafitbeschichteter Tischtennisball Kondensatorplatten Ergebnis: Verschiedene elektrische Felder: Dipolfelder: Radialfeld: : :

4 Das elektrische Feld Elektrizität 2 raul simionescu RS Dachau Watte Die Watte fliegt nach jeder Berührung der el. geladenen Konduktorkugeln auf bestimmten Bahnen zwischen den Kugeln hin und her. positiv geladene negativ geladene Konduktorkugel grafitbeschichteter Tischtennisball Der Tischtennisball pendelt nach jeder Berührung der el. geladenen Kondensatorplatten senkrecht zwischen den Platten hin und her. Kondensatorplatten Ergebnis: Eine Anordnung von elektrischen Ladungen erzeugt ein elektrisches Feld. Elektrisch geladene Körper erfahren in einem elektrischen Feld Kräfte. Feldlinien zeigen den Weg, auf dem sich ein elektrisch positiv geladener Körper bewegen würde. Verschiedene elektrische Felder: Dipolfelder: Radialfeld: omogenes Feld Abschirmung im ohlkörper aus Metall : :

5 Elektrizität 3 raul simionescu RS Dachau geriebener PVCStab Papierschnipsel Luftballon Fell Polarisation Modellvorstellung Influenz Modellvorstellung Nichtleiter (Isolator), z.b. Papier Leiter, z.b. Metall In einem Isolator sind alle Elektronen an ihren Innerhalb eines elektrischen Leiters können sich Atomkernen und können einige frei bewegen. Wird ein ihre rte nicht verlassen. Wird ein äußeres el. Feld äußeres el. Feld angelegt, so angelegt, so sich die Ladungen sich die freien Elektronen entsprechend. Innerhalb bevorzugt in bes mmten Bereichen oder richten des Leiters entstehen auf diese Weise Bereiche sich als ganze Teilchen (z.b. ). Der Körper entsprechend aus. Innerhalb des Isolators ent selbst bleibt insgesamt elektrisch neutral. stehen auf diese Weise Bereiche unterschiedlicher Ladung. Der Körper selbst bleibt nach außen hin elektrisch. ungeordnete Wassermoleküle im Wasserstrahl ausgerichtete Wassermoleküle im Feld eines elektrisch negativ geladenen Luftballons Ladungsverschiebung durch Influenz bei einem Elektroskop

6 Polarisation und Influenz Elektrizität 3 raul simionescu RS Dachau Die elektrisch neutralen Papierschnipsel werden vom geriebenen PVCStab angezogen. geriebener PVCStab Papierschnipsel Der elektrisch neutrale Wasserstrahl wird zum geriebenen Luftballon hin gebogen. Luftballon Fell Polarisation Modellvorstellung Influenz Modellvorstellung Nichtleiter (Isolator), z.b. Papier Leiter, z.b. Metall In einem Isolator sind alle Elektronen an ihren Innerhalb eines elektrischen Leiters können sich Atomkernen und können fest gebunden einige frei bewegen. Wird ein Elektronen ihre rte nicht verlassen. Wird ein äußeres el. Feld äußeres el. Feld angelegt, so verschieben angelegt, so sich die Ladungen verteilen sich die freien Elektronen entsprechend. Innerhalb bevorzugt in bes mmten Bereichen oder richten des Leiters entstehen auf diese Weise Bereiche sich als ganze Teilchen (z.b. ) Moleküle. Der Körper unterschiedlicher Ladung entsprechend aus. Innerhalb des Isolators ent selbst bleibt insgesamt elektrisch neutral. stehen auf diese Weise Bereiche unterschiedlicher Ladung. Der Körper selbst bleibt nach außen hin elektrisch. neutral ungeordnete Wassermoleküle im Wasserstrahl ausgerichtete Wassermoleküle im Feld eines elektrisch negativ geladenen Luftballons Ladungsverschiebung durch Influenz bei einem Elektroskop

7 Elektrizität 4 raul simionescu RS Dachau el. geladene Konduktorkugel el. geladener ohlzylinder aus Metall Metallkugel mit Griff Elektroskop Versuch 3: el. geladener Metallzylinder mit Spitze Versuch 4: el. geladene Konduktorkugel Käfig aus Metalldraht ( Faradayscher Käfig ) Ergebnis: Beispiele:

8 Ladungsverteilung bei Metallen Elektrizität 4 raul simionescu RS Dachau el. geladene Konduktorkugel el. geladener ohlzylinder aus Metall Metallkugel mit Griff Elektroskop Nach der Berührung der großen Konduktorkugel kann auf der kleinen Kugel eine elektrische Ladung nachgewiesen werden. Versuch 3: Aus dem Inneren des ohlzylinders wird keine Ladung entnommen, von der äußeren berfläche ist dies leicht möglich. Versuch 4: el. geladener Metallzylinder mit Spitze el. geladene Konduktorkugel Käfig aus Metalldraht ( Faradayscher Käfig ) In der Nähe der Spitze wird die Kerzenflamme wie durch einen Wind abgelenkt, in der Nähe der Wand weniger oder gar nicht. Im Inneren des Faradayschen Käfigs kann kein elektrisches Feld nachgewiesen werden. Ergebnis: Ladungen können sich auf metallischen Körpern frei verteilen. Ladungen verteilen sich auf der äußeren berfläche von metallischen Körpern. Ladungen sammeln sich bevorzugt an Spitzen und Kanten, dort herrschen starke elektrische Felder. Beispiele: Elmsfeuer, Blitzableiter, Feldabschirmung, Laserdrucker, Kühlung,...