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Versuche

Kurzschluss

Ziel des Versuchs

  • Auswirkungen eines Kurzschlusses demonstrieren

Vorversuch

Abb. 1 Aufbau Vorversuch

An eine elektrische Energiequelle (Batterie oder Netzgerät) schließt du zwei zueinander parallel geschaltete Stromkreise an.

Wäre in jeden Teilzweig nur je eine Glühlampe vom gleichen Typ geschaltet, so würden diese gleichberechtigt gleich hell leuchten. Wie nebenstehend skizziert, schaltest du aber in jeden Teilzweig zusätzlich zur Glühlampe viel Leitungsdraht, der auf eine Rolle gewickelt ist. Dabei ist auf die Rolle im unteren Teilzweig mehr Draht aufgewickelt als im oberen Zweig. Die Art des Drahtes ist in beiden Teilzweigen gleich.

Beobachtung

Im Zweig, in dem sich mehr Draht befindet, leuchtet die Glühlampe schwächer. Der Physiker sagt: "Im schlechter leitenden Zweig fließt der kleinere Strom."

Erklärung

Die vom Minuspol kommenden negativen Ladungen haben bei der Parallelschaltung zwei Möglichkeiten um zum Pluspol zu gelangen. Der größere Teil der Ladungen nimmt den Weg durch den besser leitenden Zweig: Die Ladungen gehen - wie viele Schüler - den "Weg des geringsten Widerstands".

Hauptversuch

An eine elektrische Energiequelle (Batterie oder Netzgerät) werden zwei in Reihe geschaltete Glühlampen angeschlossen (siehe Abb. 2 links). Dabei wird die zweite Glühlampe nur aus technischen Gründen eingebaut (siehe untere Aufgabe). Nun überbrückst du die rechte Glühlampe mit einem Kabel. Dort liegt nun wieder eine Parallelschaltung vor, jetzt aber aus einer Glühlampe und einem sehr gut leitenden Kabel. Man sagt auch: Bei der linken Glühlampe besteht ein Kurzschluss.

Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Veränderung durch Bilden eines Kurzschlusses über einer Lampe
Aufgabe

Deute das in den Bildern dargestellte Versuchsergebnis.

Lösung

Zur rechten Glühlampe wird ein extrem gut leitender Parallelkreis (Kupferkabel) dazugeschaltet. In diesem Fall fließt durch den schlechter leitenden Lampenkreis fast kein Strom mehr. Der Kurzschluss über der Glühlampe sorgt also dafür, dass die Glühlampe verlischt.

Überlege, warum die zweite Glühlampe, an der kein Kurzschluss hergestellt wurde, notwendig ist.

Lösung

Wäre die linke Glühlampe nicht in den Kreis geschaltet, so würde im Falle des Kurzschlusses der rechten Lampe eine direkte, sehr gut leitende Verbindung zwischen dem Plus- und dem Minuspol der Energiequelle bestehen. Bei einem Netzgerät könnte dieses zerstört oder dessen Sicherung ausgelöst werden. Eine Batterie würde sehr schnell warm und leer werden.