Wie kann man überprüfen (messen),ob ein Material elektronischen Strom gut oder schlecht leitet?
Hey ich brauch das für die Physik Arbeit
8 Antworten
Um zu wissen, wie gut ein Material Strom leitet, muss man den Widerstand wissen.
Dafür wird der Strom gemessen, der durch das Material durchfließt und die Spannung, die abfällt. Dann lässt sich nach dem Ohm'schen Gesetzt mit
R = U/I der Widerstand bestimmen.
Bei einfach ohm'schen Widerständen, wie ein Stück Kabel oder ähnliches lässt sich das ganz einfach mit einem Multimeter bestimmen. Kabel 1 an das eine Ende des Materials und Kabel 2 an das andere Ende. Das Gerät macht misst dann selber alles und verrechnet das.
(Zwar ist ein Stück Kabel auch von der Temperatur, der Frequenz usw abhängig, aber das wird in den Bereichen, wo du es wissen willst vermutlich vernachlässigbar sein.)
Veränderbare Widerstände können abhängig von Spannung, Licht, Temperatur, Frequenz usw sein. Dort muss man dann den Strom und die Spannung einzeln messen und dann verrechnen und dieser Widerstandswert gilt dann nur für genau diese Gegebenheit.
Erst mal ist es elektrischen strom
Um den spezifischen Widerstand zu bekommen muss man R x l / A rechnen
R=Widerstand
l=länge
A=fläche (hier in mm^2)
Man nimmt eine Probe dieses Materials und legt daran eine Spannung an. Dabei misst man, wie groß der durch das Material fließende Strom ist.
Du brauchst also eine Spannungsquelle, ein Spannungsmessgerät (Voltmeter) und ein Strommessgerät (Ampèremeter), plus ein paar Verbindungskabel.
Und jetzt überlege: Warum bist Du auf diese einfache Lösung nicht selbst gekommen, wo sitzt da bei Dir die Denkblockade?
Für Extrapunkte in der Arbeit: Man wiederholt das Experiment bei verschiedenen Spannungen - bei vielen, aber nicht bei allen Materialien ist der Strom proportional zur Spannung.
Fu612 spricht den einfachsten Fall an. Das dürfte bei einigen Materialien (gut leitende Metalle) manchmal funktionieren. Allerdings scheitert dies Verfahren bei allen Materialien, die höhere spezifische Widerstände oder schlechte Kontakteigenschaften haben, z.B. Silizium.
Hier muss man schon ein wenig mehr Aufwand betreiben, wie z.B. beschrieben bei Wiki:
https://de.wikipedia.org/wiki/Vier-Punkt-Methode
Wiki: Die Vierpunktmethode ist die Standardmessmethode zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit in der Halbleiterindustrie (Halbleitertechnik, Photovoltaik usw.).
Man schließt Strom an und misst, ob das Material ihn gut oder schlecht leitet. :D
Das kann man auf verschiedene Arten machen. Man kann z.B. die Temperatur des Prüfstücks messen, man kann ein Lämpchen dahinterschalten und gucken, wie hell es leuchtet, oder man kann mit einem Multimeter den Widerstand messen (hoher Widerstand = schlechter Leiter).