LK Physik 12 Klassische Elektrodynamik - am Werdenfels-Gymnasium

KAPITEL 1. GRUNDLAGEN 11
leichter ihren angestammten Platz verlassen und zu freien Elektronen werden: n wird größer.
In normalen metallischen Leitern (z.B. Eisen, Kupfer, Aluminium, Gold, Silber) ist n(T ) nahezu
konstant, µ(T ) aber monoton steigend. Damit ist R(T ) eine monoton steigende Funktion, d.h.
der Widerstand eines metallischen Leiters wird mit wachsender Temperatur größer!
Bei den sogenannten Halbleitern (z.B. Silizium, Germanium), den Grundstoffen der modernen
Elektronik, steigt n(T ) viel stärker an als µ(T ); da n(T ) im Nenner und µ(T ) im Zähler von R
vorkommt, ist R(T ) eine fallende Funktion, d.h. bei den Halbleitern sinkt der Widerstand mit
wachsender Temperatur.
Bei bestimmten Legierungen (Mischungen verschiedener Metalle), wie z.B. Konstantan, halten
sich die temperaturabhängigen Veränderungen von µ und n so die Waage, dass R(T ) in einem
gewissen Temperaturintervall konstant bleibt. Für alle Materialien gilt:
oder
Bei konstanter Temperatur ist der Widerstand eines Leiters konstant. (1.4.36)
R = U
I
= konst. für T = konst. (1.4.37)
(Ohm’sches Gesetz)
Spannungen misst man mit einem Strommessgerät
PSfrag replacements
und einem
vorgeschalteten Präzisionswiderstand R0. Nach dem
Ohm’schen Gesetz berechnet sich dann die Spannung zwi-
schen den Messpunkten A und B aus U = R0 · I. In der
Praxis sind die Skalen der Spannungsmesser natürlich in V
geeicht.
Abb.1.4.6 zeigt die Schaltung zur Messung der SpannungPSfrag an einem replacements
Widerstand und des Stromes durch den Widerstand. Das Schalt-
symbol des Spannungsmessers (erkenntlich an dem Buchstaben
V) beinhaltet den für die Spannungsmessung notwendigen Wider-
stand R0.
R0
A B
Abb.1.4.5 Spannungsmesser
I
R A
V
Abb.1.4.6