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Aufgabe

Modellvorstellungen zum Stromkreis

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Flexon möchte sich über die Vorgänge in einem Stromkreis klar werden. Dazu macht er u.a. folgenden Versuch:

a)Er berührt mit einem Metalllöffel auf Isolierstiel den Punkt A und anschließend Punkt B.

Gib an, welche Elektroden der Glimmlampen aufleuchten.

Erläutere anhand einer Modellvorstellung, welche Vorgänge sich im Stromkreis bzw. am Löffel abspielen.

Begründe, wie der Löffel am Schluss des Versuches geladen ist.

b)Erläutere, was sich abspielen würde, wenn Flexon einen reinen Kunststofflöffel bei Teilaufgabe a) benützen würde.

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a)Bei Berührung des Punktes A durch den zunächst ungeladenen Löffel leuchtet die rechte Elektrode der Glimmlampe G2 auf.

Berührt der Löffel anschließend den Punkt B, so leuchtet ebenfalls die rechte Elektrode der Glimmlampe G1 auf.

Berührt der zunächst ungeladene Löffel den Punkt A fließen negative Ladungen auf den Löffel. Die Stromquelle stellt nun den ursprünglichen Zustand im Kreis wieder her und liefert die durch den Löffel abgezogenen negativen Ladungen wieder zum Punkt A nach. Der kurzzeitige Stromfluss wird durch die dem Minuspol der Quelle zugewandten Elektrode der Glimmlampe G2 angezeigt („negatives Glimmlicht“).

Berührt anschließend der negativ aufgeladene Metalllöffel den Punkt P, so fließen dessen negative Ladungen über die Glimmlampe G1 zum Pluspol der Quelle ab. Dies wird durch das Glimmen der rechten Elektrode von G1 angezeigt.

Nach der Berührung des Punktes B und dem Abfluss der negativen Ladungen ist der Löffel positiv aufgeladen, da kurzzeitig eine leitende Verbindung mit dem Pluspol hergestellt war.

 

b)Da der Kunststofflöffel nun aus isolierendem Material ist, würde sowohl bei der Berührung des Punktes A als auch des Punktes B keine Ladung auf den Löffel übergehen und daher auch keine Glimmleuchte aufblitzen.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Ladungen & Felder - Mittelstufe