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Jeder von uns hat sicherlich in seiner Jugend den Geschmack der 9-Volt-Batterien kennengelernt. Das hat es in der Vergangenheit schon gegeben, und natürlich gibt es auch heute noch solche Experimente unter Jugendlichen.
Ein solcher Batterietest sieht in der Regel so aus, dass man die Pole einer 9V-Batterie mit der feuchten Zungenspitze berührt. Anschließend wird die Zunge getrocknet und die Batteriepole werden erneut berührt. In beiden Fällen ist die Wirkung dieselbe – wir werden von einem schwer zu definierenden Gefühl begleitet, das manche als “Kribbeln” oder “Stechen” beschreiben. Wurde das Experiment auf einer feuchten Zunge durchgeführt, waren die Empfindungen intensiver, während sie im zweiten Fall etwas weniger intensiv waren.
Bei einer solchen Erfahrung fragt man sich, was solche Empfindungen beeinflusst – die Länge der Zunge, ihre Nässe oder doch etwas ganz anderes. In diesem Artikel wird der Autor versuchen zu erklären, warum dies der Fall ist und wie man es sich selbst auf einfache und sichere Weise erklären kann.
Bei der Durchführung von Experimenten mit einer Batterie ist es wichtig, daran zu denken, dass eine 9-Volt-Batterie uns zwar nicht schaden sollte, das Experiment aber sicher und kontrolliert durchgeführt werden muss. Es ist auch zu beachten, dass auf keinen Fall mit einer Batterie mit höherer Spannung experimentiert werden darf. Spaß mit einer solchen Batterie sollte nicht Solche Experimente mit einer Batterie sollten vor allem nicht von Personen durchgeführt werden, die eine Zahnspange tragen.
Elektrische Strom
Zu Beginn ein wenig Theorie:
Elektrischer Strom ist die geordnete Bewegung von elektrischen Ladungen. Der Faktor, der diese Bewegung verursacht, ist das Vorhandensein einer Spannung oder eines Potenzialunterschieds. Stromträger bewegen sich von einem niedrigeren zu einem höheren Potenzial.
Es wird zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) unterschieden .
Die grundlegende Größe, die einen elektrischen Strom charakterisiert, ist die Stromstärke, die als das Verhältnis der durch einen Querschnitt eines Leiters fließenden Ladung zur dafür benötigten Zeit definiert ist, wobei:
i – elektrischer Strom [A – amper];
q – elektrische Ladung [C – kulomb];
t – Zeit [s – sekunda].
Die Einheit des elektrischen Stroms ist das Ampere [1 a=”1″ C/1 s]. Der Strom hat einen Wert von 1 A, wenn in 1 s eine elektrische Ladung von 1 C durch einen beliebigen Querschnitt des Drahtes fließt. Die herkömmliche Stromflussrichtung wird als vom Pluspol zum Minuspol angenommen.
Messung
Beim Messen in der Technik wird die Messgröße mit einer genau definierten Standardgröße verglichen, die als Maßeinheit festgelegt wurde. Was gemessen wird, wird als physikalische Größe bezeichnet, und der Zahlenwert dieser Größe gibt an, wie oft diese gemessene Größe größer oder kleiner ist als die verwendete Maßeinheit.
Es wird unterschieden zwischen Werten von Einheiten, die als Basiseinheiten und als abgeleitete Einheiten gemessen werden. Der gesamte Bereich der grundlegenden und abgeleiteten Maßeinheiten für physikalische Größen wird als Einheitensystem bezeichnet.
Das Internationale Einheitensystem (SI) ist inzwischen weit verbreitet. Die grundlegenden SI-Einheiten sind: Meter (m), Kilogramm (kg), Sekunde (s), Ampere (A), Kelvin (K), Mol (mol), Candela (cd).
Eine physikalische Größe ist die Eigenschaft eines Körpers oder ein Merkmal eines physikalischen Phänomens, das gemessen werden kann, z. B.: Zeit, Länge, elektrische Spannung. Da in der Praxis der Wert von Basis- oder abgeleiteten Einheiten sehr oft unbrauchbar ist, werden für die Berechnungen so genannte Mehrfach– oder aliquote Einheiten verwendet. Die Präfixe für Vielfache und Untervielfache von Maßeinheiten sind nachstehend aufgeführt.
Messgerät
Das Multimeter ermöglicht die Messung des durch einen Stromkreis fließenden Stroms, die Messung der Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis – Spannung, Widerstand und Kapazität -, die Prüfung von Transistoren und andere herstellerabhängige Funktionen. Es wird zwischen analogen (Zeiger) und digitalen Multimetern unterschieden.
Jedes Universalmessgerät sollte in der Lage sein, eine breite Palette von Größen zu messen, so dass der Benutzer den geeigneten Messbereich bestimmen kann. Dieser Bereich kann manuell mit dem Modus-Schaltknopf oder automatisch durch die Angabe des Messbereichs nach Bedarf festgelegt werden. Auf dem Zifferblatt des Messgeräts ist angegeben, welche Größen mit einem bestimmten Multimeter gemessen werden können: Volt [V], Ampere [A] und Ohm [Ω]. Das Multimeter sollte auch die Messung kleinerer Mengen ermöglichen und eine Wahlmöglichkeit für die Stromart – Gleichstrom oder Wechselstrom– bieten. Eine sehr nützliche Funktion des Messgeräts ist die Möglichkeit, den Durchgang eines Stromkreises zu prüfen – idealerweise mit einer Durchgangserkennung, die durch einen Piepton signalisiert wird.
Das Messgerät wird mit zwei Leitungen geliefert – der schwarzen und der roten Messsonde.
Sie sind auf der einen Seite mit einem Stecker und auf der anderen Seite mit einer Stahlsonde versehen. Die Stecker werden an das Messgerät angeschlossen, und die Messfühler stellen den Kontakt zu den Bereichen des Stromkreises her, in denen wir Messungen vornehmen. Die meisten Messgeräte sind je nach Hersteller mit drei oder vier Anschlüssen ausgestattet. Einer der Anschlüsse sollte mit COM gekennzeichnet sein. Dies ist ein gemeinsamer Anschluss für alle Messungen. Das schwarze Kabel ist mit ihm verbunden. Andere Steckverbinder sind mit dem Symbol Ω, dem Buchstaben V oder dem Buchstaben A gekennzeichnet. Dieser Stecker kann für die Messung von Spannung, Widerstand oder Strom verwendet werden. Das rote Kabel wird an diesen Stecker angeschlossen.
Das Messgerät kann mit Anschlüssen versehen werden, die mit 2A, 5A, 10A, 20A oder ähnlich beschriftet sind, um den maximalen Strom in Ampere anzugeben. Dieser Stecker ist für die Messung hoher Stromstärken ausgelegt.
Warum empfinden wir ein "Kribbeln" oder "Stechen", wenn wir eine Batterie mit der Zunge "probieren"?
Um diese Frage zu beantworten, sollte der Zungenwiderstand mit einem Universalmessgerät gemessen werden – mit nasser und trockener Zunge. Bei einer feuchten Zunge beträgt der Widerstand etwa 75 kΩ (auf der Zunge des Studienautors), während er bei einer trockenen Zunge deutlich höher ist. Wenn die Haut feucht ist, nimmt ihr Widerstand ab. Damit haben wir die Antwort darauf, warum wir mit einer feuchten Zunge beim “probieren” mit einer 9-Volt-Batterie größere Empfindungen haben. Durch den geringeren Widerstand kann ein höherer Strom fließen, und der höhere Strom erzeugt ein stärkeres “Kribbeln” (Prickeln). In der Elektrizitätslehre wird die Regelmäßigkeit, die sich aus der Erfahrung des Spielens mit einer 9V-Batterie ergibt, als Ohmsches Gesetz bezeichnet.
Georg Simon Ohm stellte bereits im 19. Jahrhundert fest, dass der Wert eines elektrischen Stroms nicht nur von der Spannung zwischen den Enden des Leiters abhängt, sondern auch von seinem Widerstand. Das Ohmsche Gesetz besagt, dass der Wert des fließenden Stroms I direkt proportional zu der an den Enden des Leiters angelegten Spannung U und umgekehrt proportional zu seinem Widerstand R ist.
Die 9-V-Batterie enthält chemische Verbindungen, die die Freisetzung von Elektronen (elektrischen Teilchen) bewirken, die durch chemische Reaktionen von einer Verbindungsstelle (1) zu einer anderen (2) fließen wollen.
Wenn wir eine elektrische Verbindung zwischen zwei Batterieanschlüssen herstellen, werden Elektronen von einem Anschluss zum anderen fließen, selbst wenn sich auf diesem Weg Feuchtigkeit auf der Zunge ansammelt (eine Analogie zu einem typischen Stromkreis).
Elektronen fließen durch manche Stoffe (wie Feuchtigkeit auf der Zunge) leichter als durch andere (wie eine trockene Zunge). Wenn der Strom über eine kürzere Strecke fließt, stößt er auf einen geringeren Gesamtwiderstand.
