Ph9-SE2-1 Leitungsvorgänge in Metallen

NWA Klasse 9

Voraussetzungen für elektrischen Strom

  • Spannungsquelle (im Stromkreis)
  • frei bewegliche Ladungsträger (im Leiter)
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Ladungsträger in Metallen

Metallatome sind in einem Gitter angeordnet (Metallgitter). Durch diesen Aufbau haben die äußeren Elektronen die Möglichkeit von Atom zu Atom zu wandern.

Die Leitungselektronen sind also frei bewegliche Ladungsträger! Sie können durch den ganzen Leiter wandern!

Diese spezielle Eigenschaft haben alle Metalle.

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Widerstand mit diesem Modell erklären

Während die negativen Elektronen von Atom zu Atom wandern wirken Kräfte zwischen ihnen und den positiven Atomen (Ionen). Die Atome werden dadurch in Schwingungen versetzt (Wärme) und die Elektronenbewegung wird abgebremst. Dieser Effekt tritt bei unterschiedlichen Metallen unterschiedlich stark auf! 

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Physik 9 - SE 2

Ph9-SE2-1 Leitungsvorgänge in Metallen

Ph9-SE2-2 Leitungsvorgänge in Flüssigkeiten

Ph9-SE2-2 Leitungsvorgänge in Flüssigkeiten

Ph9-SE2-3 Leitungsvorgänge in Gasen

Ph9-SE2-3 Leitungsvorgänge in Gasen

Ph9-SE2-4 Leitungsvorgänge im Vakuum

Ph9-SE2-4 Leitungsvorgänge im Vakuum

Ph9-SE2-5 Leitungsvorgänge in Halbleitern

Ph9-SE2-5 Leitungsvorgänge in Halbleitern

Strom in Nichtleitern?

Warum können wir den Stromfluss durch andere Materialien nicht genau so erklären? Versuche es am Beispiel von:

  • Holz
  • Wasser
  • Gummi

Antwort: Allen diesen Stoffen fehlt der einheitliche Gitteraufbau. Metalle haben ein Metallgitter, Holz hat viele Holzfasern, Wasser viele Wassermoleküle und Gummi sehr lange Fadenmoleküle! Die Elektronen können nicht von einer Faser zur nächsten (einem Molekül zum nächsten) springen! Also sind sie nicht im ganzen Körper frei beweglich, es fließt also kein Strom!

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