Grundlagen der Elektrotechnik - Seite 15 - Seite zurück Seite vor




  Stromleitung in Metallen, Flüssigkeiten und Gasen  
    >>> zur Lösung


.1 Stromleitung in Metallen

Die den elektrischen Strom bildenden Ladungsträger sind beim Kupfer und bei Metallen die freien Elektronen auf den äußersten Schalen.
Die äußerste Schale ist sehr weit weg vom Kern und außerdem nicht gesättigt. Dadurch haben diese Elektronen nur sehr kleine Bindungskräfte und können vom Atom wegspringen. Das äußerste Elektron auf der N-Schale hat nur noch eine sehr kleine Bindung zum eigenen Atomkern. Beim kleinsten Anstoß durch die Wärmebewegung des Atomgitters springt es weg und vagabundiert von Atom zu Atom. Es ist ein freies Elektron und damit Grundlage des fließenden Stromes.
.2 Stromleitung in Flüssigkeiten

Wässrige Lösungen von Säuren, Salzen und Laugen sind sind sog. Elektrolyte. Darin ist der Molekülverband in Ionen zerfallen. Ionen sind elektrisch geladene Atome oder Moleküle.
Wasserstoff und Metalle werden zu..................... geladenen Ionen, weil ihnen Elektronen entrissen werden. Legt man an die Elektroden eine Spannung, so wandern sie zur...................... Sie heißen daher ...................... Sauerstoff, Säurereste und Laugenreste werden zu .....................geladenen Ionen, weil sie ihren anderen Molekülteilen Elektronen entrissen haben. Sie wandern zur ..................... und heißen daher ......................
Auch in Salzschmelzen tritt eine Aufspaltung in Ionen auf, z. B.
Kochsalz = Natriumchlorid NaCl zerfällt z. B. in Na(+) und Cl(-) - Ionen.
.3 Stromleitung in Gasen
Gase sind im Normalzustand Nichtleiter, weil sie keine freien Elektronen haben. Normalzustand heißt normaler Luftdruck = 1bar und normale Temperatur = 20°C. Durch Energiezufuhr können jedoch Elektronen aus ihrer Bahn gerissen werden. Es verbleiben frei bewegliche Elektronen und frei bewegliche, positiv geladene Atomreste also Kationen.

Folgende physikalischen Gegebenheiten bewirken eine Ionisation:
=> Wärme: Starkes Schwingen der Atome läßt sie aneinanderstoßen. Dadurch werden Elektronen herausgeschlagen.
=> starke elektrische Felder: Die Elektronen werden zur Anode hingezogen und verlassen die Atome.
=> starke magnetische Felder: Auch diese üben Kraftwirkungen auf die Elektronen aus, so dass diese sich aus dem Atom lösen und frei sind.
=> starke Lichtstrahlung und Laserlicht
=> radioaktive und kosmische Strahlungen: Sie sind extrem kurzwellig und daher sehr energiereich. Schon geringe Feldstärken ionisieren die Gase.
=> Gase unter niedrigem Druck: Die Moleküle sind beweglicher. Das begünstigt die Ionisation. Beispiele: Ionosphäre oder Geiger-Müller-Zählrohr
Liegt eine Spannung an dem Gas, so tritt nach der ersten Ionisation eine starke Beschleunigung der Elektronen und der Atomrestionen zu den jeweiligen Elektroden hin auf. Dies bewirkt Zusammenstöße mit weiteren Gasmolekülen und daher eine lawinenartige Ionisation = sog. Stoßionisation.

  - © didactronic - Seite zurück Seitenanfang Seite vor