Kern-Hülle-Modell. Modellvorstellung. zum elektrischen Strom. Die Ladung. Die elektrische Stromstärke. Die elektrische Spannung

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1 Kern-Hülle-Modell Ein Atom ist in der Regel elektrisch neutral: das heißt, es besitzt gleich viele Elektronen in der Hülle wie positive Ladungen im Kern Modellvorstellung zum elektrischen Strom - Strom ist fließende, elektrische Ladung. - In metallischen Leitern bewegen sich die Elektronen vom Minuspol zum Pluspol der Spannungsquelle. - Strom wird nicht verbraucht: das heißt, die Elektronen gehen nicht verloren. Die Ladung - Es gibt zwei Arten von Ladungen: positive und negative Ladungen. - Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige Ladungen ziehen sich an. Die elektrische Stromstärke - Formelzeichen: I - Einheit: [ I ] = 1 A (Ampère) - Sie ist ein Maß für die Anzahl der in einem bestimmten Zeitraum durch einen Leiterquerschnitt fließenden Landungen. Die elektrische Spannung - Formelzeichen: U - Einheit: [ U ] = 1 V (Volt) - Die elektrische Spannung ist die Ursache für den elektrischen Stromfluss.

2 - Formelzeichen: R - Einheit: [ R ] = 1 Ω (Ohm) Der elektrische Widerstand - Jedes Bauteil hat einen elektrischen Widerstand. - Der elektrische Widerstand ist der Quotient aus der anliegenden Spannung und der sich ergebenden Stromstärke: kurz - Ein Strommessgerät heißt Amperemeter und wird in Reihe in den Stromkreis geschaltet. Elektrische Messgeräte - Schaltzeichen idealerweise, Schaltzeichen im Schulbuch - Ein Spannungsmessgerät heißt Voltmeter und wird parallel in den Stromkreis geschaltet. - Schaltzeichen idealerweise, Schaltzeichen im Schulbuch Die wichtigsten Wirkungen des elektrischen Stroms Die drei wichtigsten Wirkungen sind - Leuchtwirkung - Wärmewirkung - magnetische Wirkung Magnetismus Geschwindigkeit - Es gibt zwei magnetische Pole: Nordpol (rot) und Südpol (grün) - Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. - Jeder Magnet hat immer Nordpol und Südpol! - Ferromagnetische Stoffe sind: Kobalt, Nickel, Eisen und deren Legierungen. - Wir unterscheiden Dauermagnet und Elektromagnet (= stromdurchflossene Spule mit einem Eisenkern)! - Die Geschwindigkeit gibt an, wie schnell sich ein Körper bewegt. - Formelzeichen: v - Einheit: [ v ] = 1 - Berechnung mit, in Worten: - Umrechnung: 1 = 3,6

3 Beschleunigung - Die Beschleunigung gibt an, um wie viel sich die Geschwindigkeit eines Körpers in einem Zeitabschnitt ändert. - Formelzeichen: a - Einheit: [ a ] = 1 = 1 - Berechnung mit, in Worten: Kräfte und ihre Richtungen - Kräfte sind die Ursache einer Bewegungsänderung oder Verformung. - Eine Kraft ist festgelegt durch Angriffspunkt, Betrag (Stärke) der Kraft und Richtung der Kraft. - Formelzeichen: F - Einheit: [ F ] = 1 N (Newton) = 1 1. Gesetz von Newton Trägheitgesatz Wenn auf einen Gegenstand keine Kraft wirkt oder sich alle auf ihn wirkenden Kräfte aufheben, so bleibt er in Ruhe oder bewegt ich geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit weiter. Heben sich alle Kräfte, die auf einen Körper wirken, gegenseitig auf, so ist er im Kräftegleichgewicht. 2. Gesetz von Newton F = m a Wirkt auf einen Körper der Masse m eine Kraft F, so wird er mit der Beschleunigung a = F : m beschleunigt. 3. Gesetz von Newton Wechselwirkungsgesetz: Übt ein Gegenstand auf einen zweiten Gegenstand eine Kraft aus, so wirkt auch vom zweiten Gegenstand auf den ersten eine gleich große und entgegen gerichtete Kraft. Diese vom zweiten Körper ausgeübte Kraft wird Gegenkraft genannt. Beachte: Während beim Wechselwirkungsgesetz zwei Körper aufeinander einwirken, wirken beim Kräftegleichgeweicht verschiedene Kräfte auf einen Körper!

4 Zusammenhang zwischen Kraft und Verformung - Für alle Gegenstände gilt: Je größer die Kraft, desto größer die Verformung. - Der Quotient aus der verformenden Kraft und der zugehörigen Dehnung s heißt Federhärte D und ist eine Kenngröße der Feder: oder - Einheit: [ D ] = Zwei (oder mehr) Kräfte werden durch Parallelverschiebung von Kraftpfeilen addiert: Kräfteaddition Wichtige Kräfte - Reibungskraft - elektrische Kraft - magnetische Kraft - Gravitationskraft, Sonderfall: Gewichtskraft Die Gravitiationskraft, die die Erde auf einen Gegenstand ausübt, nennt man Gewichtskraft F G. Die Gewichtskraft an der Erdoberfläche berechnet man mit F G = m g, wobei g die Erdbeschleunigung ist. Sie hat den Wert 9,81. Licht und Schatten - Licht bereitet sich von einer Lichtquelle geradlinig nach allen Seiten aus. - Sein Weg kann durch Lichtstrahlen erklärt werden, wodurch sich die Entstehung von Schatten erklären lässt. - Bei zwei punktförmigen Lichtquellen ergibt sich: (Bild einfügen) Bildentstehung am Spiegel - Das Spiegelbild des Gegenstandes steht genausoweit hinter dem Spiegel wie der Originalgegenstand vor dem Spiegel. - Es gilt das Reflexionsgesetz: Einfallswinkel = Ausfallswinkel

5 Brechung Bildentstehung bei Sammellinsen - Ein Lichtstrahl ändert an der Grenzfläche zwischen zwei Stoffen seine Richtung. Dies nennt man Brechung. - Der Winkel zum Einfallslot im optisch dichteren Stoff ist kleiner. - Eine Sammellinse ist in der Mitte dicker als an den Rändern. - Mithilfe von Parallelstrahl, Mittelpunktsstrahl und Brennstrahl lassen sich die Bilder konstruieren. Wird weißes Licht in seine einzelnen Bestandteile zerlegt, so erhalten wir alle Regenbogenfarben (rot, orange, gelb, grün, blaugrün, blau, violett) Farben

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