Warum steigt bei Eisen, bzw. Kupferdrähten die Stromstärke nicht proportional zur Spannung ?
5 Antworten
Wenn man sich die Kennlinie eines Eisendrahtes ansieht, so kann man feststellen, dass die Stromstärke nicht proportional zur Spannung steigt. D.h. der Widerstand ist nicht konstant.
Bildquelle: https://slideplayer.org/slide/13006510/
Der Widerstand steigt bei zunehmender Spannung bzw. zunehmender Stromstärke. (Zumindest im Normalfall, wenn man den Draht nicht extra kühlt.)
Begründung: Bei Eisen bzw. Kupfer handelt es sich (wie bei den meisten Metallen) um Kaltleiter. D.h. bei niedrigeren Temperaturen ist die Leitfähigkeit besser als bei höheren Temperaturen. Bzw. ist der Widerstand bei höheren Temperaturen größer als bei niedrigeren Temperaturen.
Bei höherer Spannung bzw. dementsprechend auch höheren Stromstärke erwärmt sich der Draht stärker und der Widerstand des Kaltleiters nimmt zu.
Das hängt mit dem atomaren Aufbau von Kupfer und Eisn zusammen. Beide sind Kaltleiter, leiten den Strom im kalten Zustand besser als im warmen. Mit zunehmender Wärme wird der Widerstand immer größer. Auch hier kannst du das Ohmsche Gesetz unter zugrundelegung der Kennlinie nutzen.
Weil das sog. Kaltleiter sind. Wird die Spannung erhöht, steigt der Strom und damit auch die Temperatur des Drahtes. Dadurch erhöht sich der Widerstand und der Stromfluss wird im Verhältnis zur Spannung kleiner, d.h. er steigt nicht proportional zur Spannung.
Weil sich diese Stoffe bei Stromdurchfluß erwärmen und das hat zur Folge, daß der spezifische elektrische Widerstand zunimmt.
Weil sich der Wiederstand nicht proportional entwickelt.