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Fragen zum Thema Elektrizität

Warum malt man Blitze gelb? (gestellt wurde die Frage von Katharina, 12 Jahre)

Eigentlich sind Blitze nicht gelb, sondern weiß. Wenn nämlich die Ladung aus den Wolken zu einem Punkt der Erde überspringt, bildet sie einen Lichtbogen von den Wolken zur Erde. Dieses Licht hat alle Farben gleichzeitig, und die Mischung aller Lichtfarben sieht für uns weiß aus.

Wenn man aber einen Blitz malt, dann malt man ihn meistens auf einen gemalten Himmel, und der ist bei einem Gewitter dunkelblau, fast schwarz oder dunkelviolett. Es gibt selten weiße Buntstifte oder Filzstifte, also nimmt der Zeichner meistens die hellste Farbe, die er hat und das ist gelb. Außerdem ist gelb die Gegenfarbe zu blau, da ist der Kontrast besonders stark, die Farbe scheint regelrecht zu leuchten. Viele malen Licht, egal was es ist, immer gelb.


Und wenn man ganz ehrlich ist: Jeder malt zwar die Sonne gelb, aber ihr Licht sieht für unsere Augen eigentlich fast weiß aus. Aber bitte nicht direkt in die Sonne gucken, um das zu prüfen. Das schadet den Augen.



Was ist denn Wolfram für ein Gestein oder Metall? Wo wächst es oder wo findet man es? Wer hat den Wolframdraht erfunden? (gestellt wurde die Frage von Glühbertinchen)

Wolfram ist ein Metall. Genaugenommen ein Schwermetall wie zum Beispiel auch Blei. Es ist nicht nur sehr schwer, sondern kann auch sehr sehr warm werden, bevor es anfängt zu schmelzen. Deshalb benutzt man es als Glühdraht in Glühbirnen.

Weil Wolfram ein Metall ist und keine Pflanze, wächst es nirgendwo, sondern wird in Bergwerken abgebaut. Am meisten in China, aber auch in Russland, Canada, Österreich und einigen anderen Ländern. Die äußeren Schichten der Erde enthalten nämlich Wolfram, das im Gestein in verschiedenen chemischen Verbindungen vorkommt. Das bedeutet, das Wolfram sieht dann gar nicht aus wie Wolfram, sondern wie ein Stein und muss erst verarbeitet werden, bevor man daraus Glühbirnendrähte machen kann. Wolfram ist in reiner Form ein weiß glänzendes Metall und ziemlich spröde.



Wie kann Strom gelagert werden? (gestellt wurde die Frage von Susanna, 12 Jahre)

Strom kann man in größeren Mengen nicht direkt lagern, aber man kann elektrische Energie umwandeln um später wieder Strom daraus herstellen zu können, wenn man ihn braucht. Durch die Umwandlung verliert man allerdings einen Teil der Energie.

Für sehr große Mengen Strom benutzt man sogenannte Pumpspeicherwerke. Dort wird mit dem überschüssigen Strom Wasser aus einem Fluss nach oben in einen See auf einem Berg gepumpt. Braucht man nun den Strom wieder, dann lässt man das Wasser durch die Rohre wieder nach unten fließen wobei die Pumpe nun als Turbine aus der Strömung des Wassers wieder Strom erzeugt.

Kleinere Mengen Strom können in Akkumulatoren (kurz Akkus oder "wiederaufladbare Batterien") gespeichert werden. Durch die elektrische Energie trennt man darin eine chemische Verbindung auf, die, wenn man sie sich wieder zusammensetzen lässt, den zuvor "gespeicherten" Strom wieder abgibt.

Sehr kleine Mengen Strom lassen sich direkt in sogenannten Kondensatoren speichern. Das ist aber ein wenig kompliziert zu erklären. Diese kleinen Kondensatoren bestehen prinzipiell aus zwei Folien, die von einem nicht-leitenden Material getrennt sind. Schließe ich eine Spannungsquelle an die Folien an, bildet sich zwischen den beiden Folien ein sehr starkes elektrisches Anziehungsfeld aus, dass auch bleibt, wenn ich den Kondensator vom Strom trenne. (Das ist so ein Feld wie das, welches deine Haare anzieht, wenn du einen Luftballon an ihnen reibst!) Verbinde ich die beiden Folien nun mit einer Schaltung ohne Stromquelle, dann bricht das elektrische Feld im Kondensator zusammen und gibt einen kurzen Stromstoß ab, der dann durch mein Gerät fließt. Das ist natürlich garnichts für den längeren Betrieb eines Geräts.



Wie kommt der Strom in ein Hochhaus, warum braucht er keine Pumpe wie Wasser? Und wie hoch kann man den Strom theoretisch transportieren? (gestellt wurde die Frage von Julius, 8 Jahre)

Das Wasser braucht eine Pumpe um in das Hochhaus zu kommen, weil das Wasser ein ziemlich großes Gewicht hat. Dadurch "rutscht" das Wasser im Rohr herunter, wenn nicht genügend Druck von unten das Wasser nach oben schiebt.

Beim Strom ist das ganz anders. Strom ist keine Flüssigkeit, sondern besteht aus vielen kleinen unsichtbaren Teilchen, den Elektronen. Diese sind noch viel kleiner als ein Atom! Bei einem elektrischen Strom fließen unglaublich viele Elektronen durch das Metall der Stromleitung. Dies tun sie, indem sie von Atom zu Atom "hüpfen". Die Elektronen selbst haben ein so winziges Gewicht, dass das im Vergleich zum elektrischen Feld, welches die Elektronen durch den Draht lockt, garnicht auffällt. Deswegen braucht der Strom keine Pumpe um nach oben zu fließen.

 

Man kann ihn also prinzipiell so weit nach oben schicken wie man will, mit einer kleinen Einschränkung: Je länger der Draht ist, desto schwieriger wird der Weg für die kleinen Elektronen. Wird der Draht zu lang, dann schaffen es kaum noch Elektronen bis zum Ende und ich habe plötzlich keinen Strom mehr.

Um das zu verhindern muß ich das elektrische Feld verstärken um die Elektronen stärker durch den Draht zu locken. Das tut man indem man die Spannung erhöht.

Jetzt weißt du auch, warum die Energieversorger Hochspannungsleitungen bauen: Da die Kabel viele Kilometer lang sind, braucht man viele tausende Volt damit am anderen Ende auch noch etwas ankommt. Aber dieses Problem hängt nur von der Länge der Stromleitung ab und nicht ob sie nach oben oder seitwärts verläuft.

 



Wie sieht Strom aus? (gestellt wurde die Frage von Matteo, 9 Jahre)

Strom ist unsichtbar, man kann ihn nur an seiner Wirkung erkennen. Das ist ähnlich wie beim Wind, den man auch nicht sehen kann, aber man sieht, dass er Bäume bewegt, sogar umwerfen kann.

Es gibt eine Stromwerbung, die behauptet, Strom sei gelb. Warnung vor Strom wird oft mit einem gelben Blitz dargestellt. Elektronen werden auch als grüne Kügelchen gezeichnet, aber dies sind alles nur Bilder. In Wirklichkeit ist Strom unsichtbar.



Warum bekommen Fische im Wasser keinen Stromschlag?

Schlägt ein Blitz in einen See oder einen Fluss ein, dann breitet sich der Strom nach allen Seiten und nach unten gleichmäßig aus und verliert dabei schnell seine Spannung. Der Fisch hat einen höheren elektrischen Widerstand als das Wasser. Deshalb fließt nur wenig Strom durch den Fisch, viel mehr Strom fließt um ihn herum. Nur große Fische, die nahe am Blitzeinschlag schwimmen, können getötet oder betäubt werden. In direkter Nähe vom Einschlag wird es so heiß, dass die Fische dort gekocht werden können.

 



Wieso bekomme ich keinen Stromschlag, wenn ich eine 9-Volt-Blockbatterie in ein Glas mit Wasser lege und den Finger reinhalte?

Der Strom nimmt immer den kürzesten Weg. Die Pole der 9-Volt-Blockbatterie sind ganz dicht nebeneinander. Das gilt natürlich auch dann, wenn die Batterie im Wasser liegt. Der Strom überbrückt den Weg zwischen den Polen durch das Wasser, das zwischen den Polen fließt. Deshalb bekommst du keinen Stromschlag. Außerdem sind 9 Volt nicht sehr viel.

Aber Vorsicht: Wie wir wissen, leitet Wasser den Strom. Wenn also ein unisoliertes Kabel Kontakt mit Wasser hat oder der Fön in die mit Wasser gefüllte Badewanne fällt und du das Wasser berührst, bekommst du einen Stromschlag. Das kann lebensgefährlich sein. Also nie nachmachen!



Ist eine Kilowattstunde 60 Minuten lang? (gestellt wurde die Frage von Klara, 9 Jahre)

Eine Kilowattstunde ist keine Zeiteinheit, sondern eine Energieeinheit. Eine Kilowattstunde entspricht der Energie, welche eine Maschine mit einer Leistung von einem Kilowatt in einer Stunde (also 60 Minuten) aufnimmt oder abgibt. Kilowattstunde wird übrigens kWh abgekürzt.

Nehmen wir das Beispiel Fernsehen: Wenn Du sieben Stunden lang Fernsehen schaust, dann hat der Fernseher eine Kilowattstunde Strom verbraucht. Wenn Du eine Stunde lang fern siehst, dann hat der Fernseher nur 0,143 Kilowattstunden Strom verbraucht. Also hat der Fernseher einen Verbrauch von 0,143 kWh. Wenn Du nun 3 Stunden fern schauen willst, multiplizierst Du diese Zahl mit 3 und erhältst 0,429 kWh – den Strom, den der Fernseher in dieser Zeit verbraucht.

Also nochmal: Kilowattstunde ist die Einheit in der Stromverbrauch gemessen wird: Sowohl bei Stromverbrauch als auch bei Stromerzeugung. Die Abkürzung dafür ist kWh. Kilo (k) steht dabei für die Zahl 1000. Und 1 kW also für 1*1000 Watt = 1000 Watt.

Ein anderes Beispiel: Eine Kilowattstunde Leistung verbrauchen auch 10 Glühbirnen, die mit 100 Watt (W) Leistung 1 Stunde (h) lang brennen.
Mathematisch sieht das so aus:
10 * 100 W * 1 h = 1000 W*h (10 Glühbirnen * 100 Watt * 1 Stunde = 1000 Wattstunden)
1000 W * h sind 1000 Wattstunden und das ist gleich einer Kilowattstunde (1000W=1kWh)



 


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