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Ladungen 2 Arten Eigenschaft gleichnamige Ladungen: Abstossung ungleichnamige Ladungen: Anziehung positive Ladung: Glas mit Seide negative Ladung: Hartgummi.

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Präsentation zum Thema: "Ladungen 2 Arten Eigenschaft gleichnamige Ladungen: Abstossung ungleichnamige Ladungen: Anziehung positive Ladung: Glas mit Seide negative Ladung: Hartgummi."—  Präsentation transkript:

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2 Ladungen 2 Arten Eigenschaft gleichnamige Ladungen: Abstossung ungleichnamige Ladungen: Anziehung positive Ladung: Glas mit Seide negative Ladung: Hartgummi mit Fell

3 Ladungen Messung: Elektroskop Funktionweise: Abstossung von gleichnamogen Ladungen

4 Bandgenerator (Van-de-Graaff-Generator) An der starken Bandkrümmung werden die Ladungen entnommen

5 Elektrischer Strom Voraussetzung: Spannung und geschlossener Stromleiter Schaltbild Amperemeter im Stromkreis Amperemeter wird in Serie geschaltet Strommessgerät: Amperemeter

6 Stromarten Gleichstrom Wechselstrom technischephysikalische Stromrichtung

7 Elektrische Spannung Spannungsquellen 1. Zitronen-/KartoffelbatterieKartoffelbatterie Zink, das unedlere Metall geht als Ion (Zn 2+ ) in Lösung – im Metall bleiben Elektronen zurück – die Zinkionen nehmen Elektronen des Kupfermetalls auf -> Zn-Elektrode ist negativ und die Kupferelektrode ist positiv. Werden die beiden Elektroden verbunden, so fließen Elektronen vom Zn- zum Cu-Pol. Zn Cu

8 Elektrische Spannung Anmerkungen zur Batterie 1. Batterie: Galvanisches Element 2. Anode: + Pol Kathode: - Pol Anode, Kathode: Elektroden Lösung mit geladenen Atomen(Molekülen): Elektrolyt Kation: Ion (+) wandert zur Kathode Anion: Ion (-) wandert zur Anode Beispiel: Salz im Wasser NaCL -> Na+ Cl- 3. Klassische Batterie: Zink – Kohle –Batterie Elektroden: Zink, Manganoxid (Braunstein) verschiedene Elektrolyte

9 Elektrische Spannung Anmerkungen zur Batterie 4.Wiederaufladbare Batterien: Akkumulator Beispiel: Lithium-Batterien 5.Batteriearten

10 Experimente: U, I, R, W

11 Experiment: U messen V

12 V

13 V Spannungsmessgerät: Voltmeter Das Spannungsmessgerät wird parallel geschaltet Einheit: Volt

14 Experiment: I messen I

15 I

16 I Strommessgerät: Amperemeter Das Strommessgerät wird in Serie geschaltet Einheit: Ampere

17 R messen Widerstandsmessgerät: Ohmmeter

18 Das Ohmsche Gesetz Zusammenhang: U, I, R I = U/R I ~ U I ~ 1/R U = I*R

19 Schaltung von Ohmschen Widerständen 2 Arten U R1 R2 U R1 R2 Serienschaltung Parallelschaltung

20 Die Serienschaltung U R1 R2 U = U1 + U2 I U1U1 U2 U = U1 + U2 I*R1 I*R2 = I(R1 + R2) R= (R1 + R2) Der Gesamtwiderstand ist die Summe der Teilwiderstände.

21 Die Parallelschaltung U R1 R2 I I1 I2 Stromknoten Für Stromknoten gilt: Summe der zufließenden Ströme = Summe der ab- fließenden Ströme I = I1 + I2 I = I1 + I2 U/R1 U/R2 = U(1/R1 + 1/R2) -> 1/R = 1/R1 + 1/R2 Der Kehrwert des Gesamtwiderstandes ist gleich der Summe der Kehrwerte der Einzelwiderstände U

22 Serienschaltung (Experiment) U R1 R2 _500__Ω___ __329__Ω___ U = ___18,7_V__ I = __0,022_A__ Anwendung: __Schaltung von Elektrogeräten (Beleuchtungskörper) – Nachteil!__ R gesamt, gemessen = __829__Ω___ R gesamt, berechnet = __829_Ω____ Der Gesamtwiderstand ist größer als die Einzelwiderstände!!!

23 Parallelschaltung (Experiment) __330__Ω___ __500__Ω__ U = __10,5__V___ I = __0.05_A__ I1 = __0,03_A__ I2 = __0,02_A__ Anwendung: Schaltung von Elektrogeräten (Beleuchtungskörper) R gesamt, gemessen = ___830____ R gesamt, berechnet = ___198____ U R1 R2 Der Gesamtwiderstand ist kleiner als die Einzelwiderstände!!!

24 Beispiel U = ___250 __V__ R berechnet = ___________ R gemessen = __110_Ω___ I = ____4,5_A___ Glühbirne Bei höherer Temperatur ist der elektr. Widerstand größer!

25 Kirchhoffsche Regeln U R1 R2 I I1 I2 In jedem Knotenpunkt eines Stromkreises ist die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme. (1. Kirchhoffsche Regel) I = I1 + I2

26 Kirchhoffsche Regeln I In einer Masche ist die Summe der Spannungen, die die Spannungsquellen liefern, gleich der Summe der Spannungsabfälle. (2. Kirchhoffsche Regel) U R1 R3 R2 U1 U2 U3 U = U1 0 = U1 + U2 + U3 U = U2 + U3

27 Beispiel1 R3=300 Ω R2=200 Ω R1=100 Ω Lösung: R ges = R1 + R2 + R3 = = 600 Ω U

28 Beispiel2 Lösung: 1/R ges = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 = 1/ / /100 = 3/100 Ω => R ges = 100/3 Ω U R1=100 Ω R2=100 Ω R3=100 Ω

29 Beispiel3 R3=200 ΩR2=200 Ω R1=100 Ω Lösung: 1/R 23 = 1/R 2 + 1/R 3 = 1/ /200 = 1/100 => R 23 = 100 Ω R ges = R 1 + R 23 = = 200 Ω Parallelschaltung Serienschaltung

30 Elektrische Energie(Arbeit) - Leistung U = ___250 __V__ R gemessen = __110_Ω__ I = ____0,45_A__ P = U * I Glühbirne P = W / t W = U * I * t Einheit: Watt (W) Einheit: Ws =J 1kWh = Ws = = 3, Ws oder J

31 Elektrische Energie(Arbeit) - Leistung U = ___250 _V_ R gemessen = _110_Ω_ I = ____0,45_A_ P = U * I Glühbirne W = U * I * t = 250 V * 0,45 A = 112,5 W Welche Energie wird in 10 Stunden verbraucht? Welche Leistung hat die Glühbirne? = 250 V * 0,45 A*10h = = 1125 Wh = 1,125 kWh Welche Kosten entstehen dabei? 1 kWh kostet etwa 15 c => K = 16,9 c

32 Elektrischer Strom im Alltag Gleichstrom: direct current DC = Wechselstrom: alternating current AC ~ Haushalt: 230V~ 400V~ (Kraftstrom, Drehstrom) Autobatterie: 12V= (-> Lichtmaschine)

33 Die Steckdose V: 230 V ~ I: 10A (kurzzeitig 16A) SCHUKO-SteckdoseSicherheits-/Rasier- Steckdose

34 Der Kraftstromstecker V: 400 V ~ I: 16A (kurzzeitig: 32A) Anschlüsse: 3 Phasenleiter 1 Neutralleiter 1 Nulleiter (Erdung)

35 Anschlüsse einer Steckdose Neutralleiter Phasenleiter Nulleiter (Erdung) Phasenprüfer

36 Gefahren beim Umgang mit elektrischem Strom Batterien: Gleichstrom -> Brandgefahr im Gepäck Auto: elektrische Anlage (12V=) -> hohe Ströme -> Kabelbrand bei Kurzschluss Haushaltsspannungen sind lebensgefährlich! Zugoberleitungen

37 Auswirkungen - Hilfe 1mAStromschlag 10mASchmerzempfindung – Muskelkontraktion >80mAAtmungslähmung – Herzrythmusstörungen Strom abschalten Notarzt -> 144 Erste-Hilfe-Maßnahmen


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