wie erklärt man das zustandekommen des widerstandes?
steht im titel
3 Antworten
Ich gehe davon aus, du meinst den elektrischen Widerstand. Der elektrische Widerstand ist materialabhängig. Es gibt Stoffe die eine kleinere Leitfähigkeit besitzen als andere. Die Leitfähigkeit wiederum entspricht dem Kehrwert des elektrischen Widerstandes. Der Widerstand sagt wie schlecht etwa den elektrischen Strom leitet und die Leitfähigkeit sagt etwas darüber aus wie gut dieser den elektrischen Strom leiten kann.
Bei den Stoffen hängt es ganz davon ab wie die Moleküle in den Stoffen aufgebaut sind bzw angeordnet sind. In einen Kupferleiter findet man z.b. eine Gitterstruktur vor. Das heißt die Atome sind in einen Gitter angeordnet. Diese Anordnung und die Eigenschaften der Kupferatome führen dazu, das Freie Ladungsträger vorhanden sind.
Schauen wir uns das ganz grob an, sodass du dir das in etwas vorstellen kannst. Ein Atom besitzt im Kern Protonen und Neutronen. Die Neutronen sind für diesen Vorgang zunächst erstmal uninteressant weil diese elektrisch nicht geladen sind. Die Protonen sind wiederum elektrisch geladen und Wechselwirken mit den Elektronen die sich auf einer Kreisbahn um den Atomkern herum befinden.
Der Atomkern ist also positiv geladen und die Elektronen um den Atomkern herum sind negativ geladen und wir wissen ungleichnamige Ladungen ziehen sich an. Das heißt die Elektronen werden zunächst vom Atomkern angezogen.
In einer Gitterstruktur ist es so, dass der Atomkern des Nachbaratoms genauso weit vom äußersten Elektron des Nachbaratoms entfernt ist, wie dessen eigener Atomkern. Das führt dazu, dass das Elektron vom Nachbaratom gleichstark vom Atomkern des anderen Atoms angezogen wird wie es vom eigenen Kern angezogen wird was wiederum dazu führt, dass das Elektron aus seiner Bahn geschleudert wird und es entstehen immer mal wieder freie Elektronen.
Die Anzahl der freien negativen Ladungsträgern also den Elektronen bestimmt die Leitfähigkeit des Stoffes. Allerdings ist diese auch Temperatur abhängig, denn bei hohen Temperaturen beginnen die Moleküle damit zu schwingen, wodurch sich die Anordnung verändert und es weniger freie Elektronen gibt und das Material leitet den Strom schlechter.
Also. Je mehr freie Ladungsträger desto größer die Leitfähigkeit.
Welche Leitfähigkeit ein Material bei einer Temperatur von 20°C hat kann man übrigens aus Tabellen ablesen.
Temperatur ist nichts anderes, als sich bewegende Atome.
Wenn ein negativ geladenes Elektron an einem positiv geladenem Atomkern vorbei "schwebt", zieht sich beides sehr leicht gegenseitig an. Das Elektron "schwebt" nun weiter, weswegen der Atomkern wieder an seinen Platz rutscht. Dabei "wobbelt" er nochmal ein paar mal hin und her, so als ob man eine Sprungfeder flitschen würde.
Diese Bewegung ist wie oben erwähnt dasselbe wie Temperatur, deswegen erwärmt sich das Kabel.
Kleiner Nachtrag:
Dadurch ist der Widerstand übrigens Temperaturabhängig. Ist ein Leiter sehr kalt, können sich die Atome schlecht bewegen, somit geht auch weniger Energie verloren. Ergo, der Widerstand sinkt mit sinkender Temperatur. Das gilt übrigens für alle Materialien.
wie erklärt man das zustandekommen des widerstandes?
steht im titel
Widerstand ist zwecklos.
Zumindest bei einer so ungenauen Fragestellung.