In einem Stromkreis ist die Stromstärke an allen Stellen gleich, das bedeutet, dass durch jeden Querschnitt
des Stromkreises pro Sekunde gleich viele Elektronen fliessen müssen.
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Tritt in einem Stromkreis ein geringerer
Querschnitt auf, so muss sich durch die Engstelle pro Sekunde die gleiche Elektronenzahl "zwängen". Wird die
Engstelle noch enger, dann nimmt der Widerstand weiter zu. (Und die Stromstärke nimmt ab.)
Gehen Sie mit der Maus auf nebenstehende Skizze, um die Querschnittsfläche noch weiter zu verkleinern.
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Das hat zur Folge, dass trotz gleicher Stromstärke ein dünner Draht sich stärker erwärmt. In einem Stromkreis
mit einer Glühlampe werden die Zuleitungen nur geringfügig warm, der dünne Draht der Glühlampe erwärmt sich
aber beträchtlich!
Der Widerstand eines Drahts hängt also von seiner Querschnittsfläche ab: Je kleiner die Querschnittsfläche,
umso größer ist der Widerstand.
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Auch die Länge der Engstelle hat einen Einfluss auf den Widerstand. Wird die Engstelle kürzer, dann
ist der Widerstand geringer. (Und die Stromstärke nimmt zu.)
Gehen Sie mit der Maus auf nebenstehende Skizze, um die Länge zu verkleinern.
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Der Widerstand eines Drahts hängt also von seiner Länge ab: Je länger der Draht, desto größer
ist der Widerstand.
Zusammengefasst: Der Widerstand eines Drahts ist dem Quotienten l/q (l..Länge; q..Querschnitt) proportional.
Natürlich hängt der Drahtwiderstand auch vom Material des Drahts ab.
Wenn man den spezifischen Widerstand einführt, (das ist der Widerstand eines Drahts der
Länge 1m, der Querschnittsfläche 1mm² und der Temperatur 20°C.), dann ergibt sich folgende Formel:
dabei ist (rho) das Zeichen für den
spezifischen Widerstand.
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Hier einige Tabellenwerte des spezifischen Widerstands:
Kupfer
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0,017
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Silber
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0,016
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Aluminium
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0,027
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Jetzt kommen einige Übungsaufgaben:
- Ein Kupferdraht hat die Länge 1,2km und die Querschnittsfläche 0,5mm². Berechnen Sie seinen Widerstand.
- Ein Aluminiumdraht hat den Widerstand 13,5Ohm und den Querschnitt 1mm². Berechnen Sie seine Länge.
- Ein Silberdraht hat den Widerstand 0,08Ohm und die Länge 0,5m. Welche Querschnittsfläche hat er?
Gehen Sie mit der Maus auf das Fragezeichen, um die Lösungen zu sehen.
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