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Aufgabe

Erwärmung verschiedener Leiter

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Eine kurze Spirale aus Eisendraht, ein Heißleiter und ein Strommessgerät werden hintereinander an eine elektrische Quelle geschaltet.

a)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Erwärmung eines Eisendrahts im Stromkreis

Mit der Flamme eines Bunsenbrenners wird die Spirale aus Eisendraht erwärmt.

Beschreibe, was du während des Erwärmens am Strommessgerät beobachten kannst und wieso du diese Beobachtung machst. Deute deine Beobachtung auch in einem geeigneten Modell.

b)

Nachdem der Eisendraht abgekühlt ist, wird nun mit der Flamme des Bunsenbrenners der Heißleiter erwärmt.

Beschreibe, was du während des Erwärmens am Strommessgerät beobachten kannst und wieso du diese Beobachtung machst. Deute deine Beobachtung auch in einem geeigneten Modell.

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a)

Wird der Eisendraht erwärmt, so sinkt der Stromfluss, da der Widerstand der Eisenspule beim Erwärmen ansteigt (Kaltleiter).

Modellvorstellung: Die Atomrümpfe geraten durch die Energiezufuhr in verstärkte Schwingungen, die Elektronen können nicht mehr so leicht passieren.

b)

Wird der Heißleiter erwärmt, so steigt der Stromfluss, da der Widerstand des Heißleiters sinkt.

Modellvorstellung: Durch Energiezufuhr werden immer mehr Elektronen aus ihren Bindungen "geschüttelt". Dadurch entstehen vermehrt Elektron-Loch-Paare, die Leitfähigkeit des Kristalls steigt.