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Beispiel:
Man nimmt eine Glühlampe und hält sie an einen der zwei Kontakte einer
Batterie.
Die Lampe leuchtet nicht, da der Stromkreis nicht geschlossen ist.
Auch der andere Kontakt der Batterie muß mit dem zweiten Anschluß der
Lampe elektrisch leitend verbunden werden.
Warum?
Der Glühfaden der Lampe ist mit beiden Anschlüssen der Batterie in einen
geschlossenen Stromkreis einbezogen. Der Strom fließt von einem Pol der
Batterie durch den Verbraucher, hier die Lampe, zum anderen Pol der
Batterie zurück.
Das nennt man einen geschlossenen Stromkreislauf.
Ein elektrischer Stromkreis besteht also im einfachsten Fall aus einer
Stromquelle und einem Verbraucher, im genannten Beispiel die Glühlampe,
und zwei voneinander getrennten elektrischen Leitungen, die die
Stromquelle mit dem Verbraucher verbinden.
5.1. Strom fließt nur in elektrischen Leitern
Elektrische Leiter sind im allgemeinen Metalle z.B. Kupferdrähte, aber
auch Graphit leitet elektrischen Strom. Darüber hinaus gibt es sogenannte
Halbleiter wie Silizium oder Germanium, die die Hauptbestandteile der
Schaltungen in elektronischen Geräte wie Radio, Fernseher oder Computer
sind.
5.2. Gase leiten Strom
Gase und also auch Luft sind im Grunde gute Isolatoren, doch gibt es
wichtige Ausnahmen.
Beispiel:
Eine Glimmlampe besteht aus zwei Drähten - Elektroden genannt - die so in
ein Glasröhrchen eingeschmolzen sind, dass sie sich nicht berühren.
Das Röhrchen enthält ein Gas mit geringem Druck (etwa 10 mbar).
Enthält die Glimmlampe zum Beispiel Neon, dann leuchtet dieses nach dem
Anschluß an eine geeignete Spannungsquelle rötlich auf. Es fließt jedoch
nur ein sehr geringer Strom.
Unter besonderen Umständen können also auch Gase den Strom leiten (Glimm-
und Leuchtstofflampen).
5.3. Flüssigkeiten leiten elektrischen Strom
Beispiel:
Hängt man zwei geeignet gebogene blanke Drähte so in ein Glasgefäß, dass
sie sich nicht berühren, und verbindet diese mit einer Batterie und einer
Glühlampe, leuchtet die Lampe nicht.
Wenn man nun eine verdünnte Base oder eine verdünnte Säure in das
Glasgefäß gießt, leuchtet die Lampe relativ hell auf.
Diese Flüssigkeiten leiten also den elektrischen Strom.
Füllt man jedoch Leitungswasser in das Gefäß, so leuchtet die Lampe nur
sehr schwach. Leitungswasser ist also auch ein Leiter, jedoch ein
schlechter.
Schüttet man nun Salz in das Wasser, so stellt man fest, dass die Lampe
etwas heller als zuvor leuchtet. Das im Wasser gelöste Salz bewirkt also,
dass mehr Strom zwischen den Anschlüssen in dem Glasgefäß fließen kann.
5.4.Auch unser Körper leitet den Strom
Unser Körper leitet den Strom durch die Blutbahnen, Muskeln und
Nervenstränge.
Die Haut ist jedoch ein schlechterer Leiter.
5.5. Isolatoren
Experimentierkabel, Bananenstecker, Buchsen, Lüsterklemmen,
Krokodilklemmen usw. bestehen aus Metall und sind meist von Isolatoren
umgeben. Diese Isolation schützt vor unerwünschtem Berühren der
stromführenden Metallteile.
Ist die Isolierschicht beschädigt, so können sich die Drähte berühren und
es entsteht ein unerwünschter Kurzschluß, das heißt, der Strom fließt
nicht durch den ursprünglich angeschlossenen Verbraucher, im vorherigen
Beispiel die Glühlampe, sondern auf einem kurzen Weg direkt von dem einen
Pol der Stromquelle zum anderen.
Das ist nicht erwünscht!
Gefährlich ist ein Kurzschluß. Einerseits wird die Stromquelle übermäßig
belastet, was möglicherweise zu ihrer Zerstörung führen kann. Andererseits
kann in den Drähten ein unzulässig hoher Strom fließen. Diese können sehr
heiß werden, ja sogar glühen und einen Brand verursachen können. Das ist
ein Kurzschluß.
Elektrische Leitungen und Geräte werden so isoliert, dass der Strom nur
den vorhergesehenen Weg nehmen kann. Das Berühren nicht isolierter
Netzleitungen ist lebensgefährlich.
Isolatoren sind Luft, Bernstein, Glas, Gummi, Keramik und die meisten
Kunststoffe.
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