Atomstruktur & Elektrizität: Eine Übersicht

Anwendung der Atomstruktur auf statische Elektrizität

• Alle materiellen Objekte sind aus Atomen zusammengesetzt.
• Ein Atom besteht aus einem Kern und einem großen Raumbereich außerhalb des Kerns.
• Der Atomkern enthält positiv geladene Protonen und neutrale Neutronen.

Aufladen durch Reibung

Der Reibungsladevorgang führt zu einer Übertragung von Elektronen zwischen den beiden Objekten, die aneinander gerieben werden.

Triboelektrische Reihe: Materialien, geordnet nach ihrer Fähigkeit, Elektronen anzuziehen.

Elektrisieren: Eine neutrale Substanz/einen neutralen Körper aufladen.

Aufladen durch Induktion

Ist eine Methode, die verwendet wird, um ein Objekt aufzuladen, ohne dieses Objekt mit einem anderen geladenen Objekt in Kontakt zu bringen.

Das Elektroskop

Ist ein Gerät, mit dem das Vorhandensein eines geladenen Objekts festgestellt werden kann.

Aufladen durch Leitung

Beinhaltet den Kontakt eines geladenen Objekts mit einem neutralen Objekt.

Elektrische Kraft: Coulombsches Gesetz

Das Coulombsche Gesetz besagt, dass die elektrische Kraft zwischen zwei geladenen Objekten direkt proportional zum Produkt der Ladungsmenge der Objekte und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen den beiden Objekten ist.

Formel:

F = k * Q1 * Q2 / d²

• k = 9 x 10⁹
• d: Abstand in Metern (m)
• Q: Ladung in Coulomb (C)

Elektrizität (Strom)

Elektrizität ist ein Begriff, der verwendet wird, um den gerichteten Fluss von Elektronen zwischen Atomen zu beschreiben. Der gerichtete Fluss von Elektronen zwischen Atomen wird als elektrischer Strom bezeichnet.

Stromstärke (I)

Amperemeter: Instrument zur Messung des Elektronenflusses.

Stromstärke: Die Anzahl der Elektronen, die in einer Sekunde einen festen Punkt in einem Leiter passieren.

Der Strom wird in Ampere (A) gemessen.

Spannung

EMK ist die elektromotorische Kraft. EMK bewirkt, dass sich Elektronen in eine bestimmte Richtung bewegen.

EMK wird in Volt (V) gemessen.

Widerstand

Widerstand kann sowohl gut als auch schlecht sein. Gut, weil er uns eine Möglichkeit gibt, uns vor der schädlichen Energie der Stromerzeugung zu schützen.

Widerstand ist der Widerstand gegen elektrischen Strom.

Widerstand wird in Ohm (Ω) gemessen.

Widerstand ist manchmal erwünscht und manchmal unerwünscht.

Leiter und Isolatoren

Leiter leiten elektrischen Strom sehr leicht aufgrund ihrer freien Elektronen.

Isolatoren widerstehen dem elektrischen Strom und sind schlechte Leiter.

Einige gebräuchliche Leiter sind Kupfer, Aluminium, Gold und Silber.

Einige typische Isolatoren sind Glas, Luft, Kunststoff, Gummi und Holz.

Ohmsches Gesetz

V = I * R

Schaltpläne: Serie und Parallel

Drähte und verschiedene Komponenten, die miteinander verbunden sind, bilden einen Stromkreis.

Arbeit, Leistung und Joulesches Gesetz

P = U * I (Leistung = Energie pro Zeiteinheit)

W = I * t * V (Arbeit oder Energie)