Ladungen trennen: Reibung, Bandgenerator, Gewitter
Ladungen können durch Reibung, einen Bandgenerator oder in Gewitterwolken getrennt werden. Die Spannung kann sich in einem Funken oder Blitz ausgleichen.
Das lernst du heute
- Ich kann Möglichkeiten der Spannungserzeugung durch Ladungstrennung nennen.
- Ich kann beschreiben, wie ein Gewitter entsteht.
- Ich kann die Entfernung eines Gewitters abschätzen.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Elektrisch geladen: plus und minus
Ladungen lassen sich auf verschiedene Weise trennen. Durch Reibung: Kunststoffstab und Wolltuch. Mit einem Bandgenerator in der Schule: Ein Gummiband transportiert Ladungen auf eine Metallkugel, bis sie stark geladen ist. Der Versuch gehört nur in die Hand der Lehrkraft, denn Funken können schmerzhaft sein. In der Natur entstehen Ladungen in Gewitterwolken. Eisteilchen und Wassertropfen reiben aneinander, die Wolke unten wird negativ, oben positiv. Zwischen Wolke und Erde entsteht eine hohe Spannung. Wird sie zu groß, gleichen sich die Ladungen in einem Blitz aus. Der Donner entsteht durch die plötzliche Erhitzung der Luft. Licht ist schneller als Schall. Mit der Zeit zwischen Blitz und Donner schätzt du die Entfernung: Schall legt etwa 340 m in einer Sekunde zurück, also grob 1 km in 3 Sekunden. Bei 9 Sekunden ist das Gewitter etwa 3 km entfernt. Bei Gewitter suchst du Schutz in einem Gebäude oder Auto.
| Wege der Ladungstrennung | Beispiel |
|---|---|
| Reibung | Kunststoffstab und Tuch |
| Transport | Bandgenerator (nur Lehrkraft) |
| Natur | Gewitterwolke |
Entfernung abschätzen
- Zeit zwischen Blitz und Donner: 9 s.
- 3 s entsprechen etwa 1 km.
- 9 : 3 = 3.
- Das Gewitter ist etwa 3 km entfernt.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Reiben trennt Ladungen.
Ein Blitz gleicht sie aus.
Donner kommt später.
Ein Beispiel
Bei einem Feuerwerk siehst du das Licht sofort und hörst den Knall später. Genauso ist es bei Gewittern.
Schritt für Schritt
Du schätzt eine Entfernung.
- Zähle die Sekunden.
- Teile durch 3.
- Gib die Entfernung in km an.
- Nenne eine Schutzregel.
Mit einem Bild erklärt
| Sekunden | Entfernung |
|---|---|
| 3 s | etwa 1 km |
| 6 s | etwa 2 km |
| 9 s | etwa 3 km |
Zur Grundlage zurück
- Elektrisch geladen: plus und minus – Du kennst Ladungen und ihre Kräfte.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Zwischen Blitz und Donner liegen 12 Sekunden. Wie viele Kilometer ist das Gewitter etwa entfernt?
Zeig mir den ersten Schritt
12 : 3.
Lösung ansehen
Lösung: 4
12 : 3 = 4 km.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Wie viele Meter legt der Schall in 6 Sekunden zurück (340 m/s)?
Zeig mir den ersten Schritt
340 · 6.
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Lösung: 2040
340 · 6 = 2 040 m, also etwa 2 km.
Tipp: Zähle nach dem Blitz langsam „21, 22, 23 …“ bis zum Donner. Teile die Sekunden durch 3.
Merksatz: Ladungstrennung erzeugt Spannung. Blitze gleichen große Ladungsunterschiede aus. 3 s Zeitunterschied entsprechen etwa 1 km.
Typischer Fehler: Oft wird gedacht, Blitz und Donner entstünden nacheinander. Sie entstehen gleichzeitig, der Donner kommt später an.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Zwischen Wolke und Erde durch Ladungstrennung
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Lösung: In einem Gebäude oder Auto
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Lösung: Stimmt
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Lösung: Licht
Geschafft
Reibung, Bandgenerator und Gewitterwolken trennen Ladungen. Ein Blitz gleicht sie aus. Die Zeit bis zum Donner zeigt die Entfernung.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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