- Reibungselektrizität
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Erzeugung von Ladungen durch Reiben

Erzeugung von Ladungen durch Reiben -
Reibungselektrizität


Hast du schon einmal an einer Türklinge einen elektrischen Schlag bekommen, nachdem du über einen Teppichboden gelaufen bist?
Dann hast du schon am eigenen Leib erfahren, dass man Elektrizität erzeugen kann, wenn man zwei Körper (hier Teppich und Schuhsohle) aneinander reibt.

Immer wenn zwei Materialien aneinander gerieben werden, ist es wahrscheinlich, dass ein Material zusätzliche Elektronen bekommt, während das andere Material Elektronen abgibt. Dies nennt man Reibungselektrizität.

Aus der Chemie kennt man den Begriff der Elektronegativität: einige Materialien sind besonders "gierig" anderen Materialien Elektronen zu entreißen, wenn sie mit ihnen in Kontakt kommen - andere Materialien geben gerne Elektronen ab.


Wenn eine zunächst ungeladene Person über einen Teppich aus Wolle läuft, sind seine Ledersohlen weniger "gierig" auf Elektronen als die Wolle des Teppichs. (Man sagt Leder hat eine geringere Elektronegativität als Wolle).

Als Folge entzieht der Teppich dem Leder der Schuhsohle bei jedem Schritt Elektronen. Der Teppich lädt sich dabei negativ auf, die Person wird positiv geladen. Die Ladung verteilt sich nun über den ganzen Körper.

Animation: Laufen über einen Teppich

Wenn die Person nun die Türklinke berührt, erfolgt ein Ladungsausgleich: Elektronen, die sich frei bewegen können, gehen von der Türklinke auf die Person über => die Person erhält einen kleinen elektrischen Schlag.

(Betrachte diesen Vorgang in der Animation oben genau)

Wenn die Person Schuhe mit Gummisohlen getragen hätte, wäre alles umgekehrt gewesen:
das Gummi der Sohle hätte diesmal dem Teppich Elektronen entzogen. Als Folge hätte sich der Teppich positiv, die Person dagegen negativ aufgeladen.
Bei Berühren der Türklinke gehen dann Elektronen von der Person auf die Tür über, also in der umgekehrten Richtung.

In welcher Richtung die Elektronen übergehen, kann die Person dabei nicht sagen, es ist ihr auch egal, denn in beiden Fällen bekommt sie einen elektrischen Schlag!


Elektronegativität

  • menschliche Hand (trocken)
  • Leder
  • Fell (Hase)
  • Glas
  • menschliches Haar
  • Nylon
  • Wolle
  • Fell
  • Blei
  • Seide
  • Aluminum
  • Papier
  • Baumwolle
  • Stahl
  • Holz
  • Bernstein
  • Hartgummi
  • Nickel, Kupfer
  • Messing, Silber
  • Gold, Platin
  • Polyester
  • Styrene (Schaumstoff)
  • Polyurethan
  • Polyäthylen (Isolierband)
  • Polypropylen Vinyl (PVC)
  • Silicon
  • Teflon 

 

gibt eher Elektronen ab, wird eher +

zunehmend +

 

abnehmend -

nimmt eher Elektronen auf, wird eher -

Wenn wir verschiedene Materialien darauf hin untersuchen, ob sie bei Kontakt mit anderen Materialien eher Elektronen aufnehmen oder abgeben, dann bekommt man eine Rangfolge der Elektronegativität.

Wenn man zwei Stoffe aus dieser Liste aneinander reibt, dann lädt sich ein Stoff der weiter oben in der Liste steht eher positiv auf, ein Stoff weiter unten in der Liste eher negativ.

Die kannst dir ja mal überlegen, wie sich du und dein Hase aufladen, wenn er über deinen Pullover aus Baumwolle hoppelt!

Dabei ist wichtig, dass die Reihenfolge so nur gilt, wenn die Stoffe sauber und trocken sind. Feuchtigkeit, Schmutz oder Öle beeinflussen das Verhalten der Stoffe natürlich.

© Grafik : Science Joy Wagon, Seite : Landesbildungsserver

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