Strom wird heutzutage vermutlich sofort mit Elektrizität in Verbindung gebracht, weil die in unserer technisierten Welt allgegenwärtig ist. Auf den Gedanken, dass „Strom “ im Zusammenhang mit „Strömen“ steht, kommt einem Unkundigen sicherlich nicht gleich in den Sinn. Und wenn ja, wird „Srömen“ wohl eher mit Wasser als mit Elektrizität in Verbindung gebracht. Zum Verständnis ist das aber gut, denn die Vorstellung, elektrischer Strom flösse wie Wasser in einer „Leitung“, kommt der Sache sehr nahe. So ist es beispielsweise zutreffend, dass Batteriestrom einen Elektromotor zum Drehen bringen kann wie fließendes Wasser ein Mühlrad.
Wasser und Strom fließen aber nicht von allein.
1. Wasser
Stehen beispielsweise zwei mit Wasser gefüllte Gefäße mit gleicher Füllhöhe ineinander, kommt es zu keinem Austausch, obwohl das kleinere Gefäß eine Öffnung hat. Hebt man es etwas an, strömt Wasser so lange von dem kleineren in das größere Gefäß, bis sich die Wasserstände angeglichen haben.
Hebt man das Gefäß ganz heraus, läuft es leer. Dabei ist zu beobachten, dass der Wasserstrahl mit sinkendem Wasserstand immer schwächer wird. Füllt man es ganz auf, kist der Wasserstrahl am stärksten. Wasser fließt also immer von oben nach unten. Je größer der Höhenunterschied, desto stärker ist der Wasserdruck.
Aufgabe:
Stelle die obigen Versuche nach mit einfachen Mitteln wie beispielsweise einem Kochtopf und einer leeren Milchtüte nach. Schreibe auf, was du gemacht und beobachtet hast. Erstelle eine Skizze, die zu deinen Gerätschaften passt und erkläre.
2. Elektrischer Strom
Der Wasserdruck ist vergleichbar mit der Spannung beim Strom. Sie wird in Volt (V) gemessen. Auf Haushaltsleitungen beträgt die Spannung ca. 230 Volt. Jede Berührung eines stromführenden Teils kann tödlich sein. Also Finger weg!
In der Schule wird nur mit Spannungen gearbeitet, wie sie von Haushaltsbatterien bekannt sind, also maximal 9V. Solche „Kleinspannungen“ sind absolut unbedenklich und können mit den Fingern nicht wahrgenommen werden. Wer etwas spüren will, muss die Zunge zu Hilfe nehmen. Am besten probiert man das an einem weitgehend entladenen Batterieblock und berührt gleichzeitig Plus- und Minuspol mit der Zungenspitze.
Um den Batteriestrom zum Fließen zu bringen, muss ein Verbraucher angeschlossen werden, beispielsweise ein kleiner Elektromotor. Die folgende Skizze zeigt, wie er angeschlossen werden muss. Der Schalter ermöglicht es, ihn an- und auszustellen.
Aufgaben:
- Verbinde Motor und Batterie entsprechend der obigen Schaltskizze mit den dir zur Verfügung gestellten Materialien. Wie bringt man den Motor zum Laufen? Zeichne möglichst real, wie dein Aufbau aussieht?
- Suche im Internet nach dem Begriffspaar „technische Stromrichtung“. Erkläre, was damit gemeint ist.
- Vertausche die beiden Anschlüsse am Motor und starte ihn erneut. Was ist anders? Erkläre.