Warum nimmt der elektrische Widerstand einer Glühlampe bei steigender frequenz zu?
das verstehe ich noch nicht ganz..
6 Antworten
Metalle sind "Kaltleiter". D. h. sie leiten im kalten Zustand am besten. Je höher due Temperatur steigt, desto schlechter leiten sie.
Ich veranschauliche mir das so, dass ich mir vor Augen halte, dass ein Merallstück aus viele Kristallen bestehen, die zwar für uns winzig sind, aber im atomaren Maßstab - und damit auch für Elektronen - noch riesig.
In so einem Kristall gibt es viele gerade Wege, entlang deren ein Elektron sich bewegen kann, ohne zwischendurch anzustoßen. Einen dieser Wege nimmt ein Elektron normalerweise und kommt da auch ziemlich weit. Je wärmer das Kristallstück ist, desto stärker bewegen sich die Atome im Kristall unregelmäßig hin und her, und desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Elektron auf seinem Weg mit so einem Atom zusammesstößt und dabei "Schwung" verliert. (Umgekehrt gibt es dabei auch Bewegungsenergie ab und heizt damit den Kristall etwas weiter auf.)
Andererseits sind in Metallen alle Leitungselektronen von vornherein frei und müssen nicht erst aus ihrem Platz "gelöst" werden. Das ist bei Halbleitern der Fall, hier müssen Leitungselektronen freigesetzt werden, dafür ist Energie nötig, und die wird in Form von Wärmeenergie zur Verfügung gestellt. Deshalb sind Halbleiter typischerweise "Heißleiter" - sie leiten bei höheren Temperaturen besser, weil hier bei höheren Temperaturen so viel mehr Elektronen frei werden, dass das Abbremsen überkompensiert wird.
In einer Glühlampe besteht das Glühwendel aus dem Metall Wolfram. Das ist ein Kaltleiter. Im kalten Zustand hat es einen kleinen Widerstand und es fließt ein hoher Strom. Mit zunenehmender Erwärmmung durch den Strom wird der Widerstand immer größer und der Strom immer kleiner, bis er sich auf ein Level einpendelt. Im Gegensatz dazu wird in einem Backofen Konstantandraht verwendet, der über den gesamten Temperaturbereich einen fast gleichen Widerstandswert hat. Hier muss man also nicht mit hohen Einschaltströmen rechnen.
Nahezu alle elektrischen Leiter (besonders Metalle) erhöhen mit steigender Temperatur ihren Widerstand. Und die Temperatur steigt eben mit der Leistung, dem Produkt aus Spannung und Stromstärke.
Aber was fragst Du hier zur "steigenden Frequenz"? Das hat doch nichts mit dem Widerstand zu tun!
die zuanhme des Widerstandes hat mit stromstärke oder spannung so direkt nichts zu tun.
der wolframfaden in der glühlampe ist ein sogenannter kaltleiter. im kalten zustand, sagen wir bei 300° Kelvin beträgt der Widerstand einer 500 Watt lampe relativ genau 8 Ohm. was einem einschaltstrom von etwa 30 Ampere entspricht. auf betriebstemperatur (2700° Kelvin) steigt der Widerstand dann auf rund 106 Ohm an... damit begrenzt sich der strom auf ca. 2,2 Ampere. was bei 230 V dann 500 W entspricht.
lg, Anna
Schau mal hier nach: https://de.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BChlampe#Elektrische_Eigenschaften