OPPHY Elektrische Leitfähigkeit 8TE KLASSE: DATUM: NAMEN:

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1 KLASSE: DATUM: NAMEN: 1) VERSUCHSZIEL Die elektrische Leitfähigkeit von Stoffen soll untersucht werden. Es soll analysiert werden welche Stoffe den elektrischen Strom leiten, wie gut oder schlecht diese Stoffe den elektrischen Strom leiten. 2) ERSTE VERSUCHSREIHE Wir arbeiten mit folgendem Stromkreis: 47Ω Eine Glühlampe (12 V - 0,1 A) wird über einen 47 Ω Schutzwiderstand an die Spannungsquelle (12 V DC) angeschlossen. Die Rolle des Widerstandes besteht darin, die Stromstärke im Stromkreis im Falle eines Kurzschlusses so zu begrenzen, dass die Messinstrumente keinen Schaden davontragen. Der Stoff, dessen elektrische Leitfähigkeit untersucht werden soll, wird an den 2 angegebenen Punkten in den Stromkreis integriert, entweder mit den Schraubklemmen oder den Krokodilklemmen. Die Stromkreise werden auf einer Experimentierplatte aufgebaut. Im Falle eines festen Stoffes wird nach Abbildung 1 gearbeitet, für einen flüssigen Stoff arbeiten wir nach Abbildung 2 mit Kupferelektroden. Ein gründliches und sauberes Arbeiten wird verlangt! P. Rendulić

2 Abbildung 1: fester Stoff Abbildung 2: flüssiger Stoff P. Rendulić

3 Trage jeweils den Zustand der Lampe in die Tabelle ein; achte dabei auch auf eventuelle Helligkeitsunterschiede der Lampe. Gib an, ob der jeweilige Stoff ein Stromleiter oder ein Isolator ist. Anmerkung: Stromleiter: Stoff, welcher den elektrischen Strom gut leitet Wichtig: Isolator: Stoff, welcher den elektrischen Strom nicht leitet Wenn die zu untersuchende Flüssigkeit gewechselt wird, muss der Trog jeweils gut gespült werden. Bewahre die Kupfersulfatlösung für die weiteren Versuche auf. (Gieße sie in einen Becher oder eine Vorratsflasche.) Eisen Aluminium Holz Messing Acrylglas Zink Pertinax (braun) PVC-Kunststoff Kupfer Stoff Zustand der Lampe Schlussfolgerung Bleistiftsmine (Graphit) destilliertes Wasser Leitungswasser Salzwasser Zuckerwasser Cola Kupfersulfat gelöst in Wasser (blau) P. Rendulić

4 3) ZWEITE VERSUCHSREIHE Das Benutzen einer Glühlampe als Messinstrument hat einen entscheidenden Nachteil. Die Lampe erlaubt uns nur auszusagen, ob ein Stoff den elektrischen Strom leitet oder nicht. Wir erhalten jedoch keine Antwort auf die Fragen wie gut oder wie schlecht die unterschiedlichen Stoffe den Strom leiten. Deshalb ersetzen wir die Glühlampe durch ein Amperemeter. Mit diesem Gerät kann die Stärke des elektrischen Stroms in einem Stromkreis gemessen werden. Sie wird in der Einheit Ampere angegeben. Wenn das Amperemeter eine große Stromstärke anzeigt, dann bedeutet dies, dass der zu untersuchende Stoff den elektrischen Strom gut leitet. Ist die angezeigte Stromstärke klein, dann ist der Stoff ein schlechter Stromleiter. Bei ganz schlechten Stromleitern spricht man dann von Isolatoren. Anschluss des Amperemeters: Das Amperemeter wird wie auf dem Photo dargestellt angeschlossen. Der COM- Anschluss zeigt in Richtung Minuspol der Stromquelle. Da wir im Messbereich Milliampere (1 ma = 0,001 A) oder Mikroampere (1 µa = 0,001 ma = 0, A) arbeiten benutzen wir die entsprechende rechte Anschlussbuchse, die in Richtung Pluspol der Stromquelle zeigt. P. Rendulić

5 Die Tabelle der ersten Versuchsreihe wird erneut benutzt. Diesmal notieren wir die gemessene Stromstärke: Wichtig: Die Einheit der Stromstärke muss mit angegeben werden. Benutze den Messbereich Milliampere! Wenn die angezeigte Stromstärke nahe bei Null liegt muss in den Messbereich Mikroampere gewechselt werden! Stoff Beispiel: Stoff XY Stromstärke (mit Einheit) 237,9 ma Eisen Aluminium Holz Messing Acrylglas Zink Pertinax (braun) PVC-Kunststoff Kupfer Bleistiftsmine (Graphit) destilliertes Wasser Leitungswasser Salzwasser Zuckerwasser Cola Kupfersulfat gelöst in Wasser (blau) P. Rendulić

6 4) ZUSATZVERSUCH: Leitet der Mensch den elektrischen Strom? Untersuche, ob der menschliche Körper den Strom leitet. Fasse zuerst mit trockenen, dann mit nassen Fingern die Schraubklemmen der vorherigen Versuchsanordnung an. Beobachte die Anzeige des Amperemeters und schlussfolgere. 5) AUSWERTUNG Klassiere die vorhandenen Stoffe in die folgenden 3 Kategorien: gute Stromleiter schlechte Stromleiter Isolatoren P. Rendulić