155. Wärmewirkung des elektrischen Stromes.

#Stets wenn ein elektrischer Strom einen Leiter durchfließt, erzeugt er

in ihm Wärme#; feiner Draht wird durch den Strom glühend gemacht, ja

sogar geschmolzen. Sind in demselben Stromkreise mehrere Leiter von

verschiedenem Widerstande nacheinander eingeschaltet, wie etwa dünnere

und dickere Drähte, so wird in den Teilen, welche den größeren

Widerstand besitzen, auch mehr Wärme erzeugt. Wie sich das Gefälle auf

die einzelnen Teile des Leiters verteilt, so daß derjenige Leiter, der

den größeren Widerstand hat, auch das größere Gefälle hat, ebenso

verteilt sich auch die erzeugte Wärmemenge; ^die in zwei Teilen

desselben Stromkreises erzeugten Wärmemengen (Kalorien) verhalten sich

gerade so, wie die auf diesen Teilen verbrauchten Beträge des Gefälles^.

Die Wärmemengen erscheinen als Äquivalente für die im Gefälle

verschwundenen Potenzialdifferenzen. Da aber das Gefälle dem Widerstande

proportional ist, so folgt: #In demselben Stromkreise verhalten sich die

Wärmemengen zweier Leitungsstücke wie deren Widerstände.# Dies gilt in

demselben Stromkreise, also bei derselben Stromstärke oder bei Strömen

von gleicher Stärke.

Um zu untersuchen, wie die Wärme von der Stromstärke abhängt, wenn das

Gefälle dasselbe ist, verzweigt man den Strom zwischen den Punkten ~a~

und ~b~, so daß der Widerstand des Zweiges ~acb~ etwa halb so groß ist

wie der Widerstand des Zweiges ~adb~; es ist dann das Gefälle auf beiden

Zweigen dasselbe, die Stromstärke aber im Zweige ~acb~ zweimal so groß

wie im Zweige ~adb~. Man findet dann, daß auch die Wärmemenge (Kalorien)

im Zweige ~acb~ zweimal so groß ist wie im Zweige ~adb~, schließt also,

#bei demselben Gefälle ist die Wärmemenge der Stromstärke proportional#.

Verbindet man beide Sätze, so ergibt sich folgendes: Soll in einem

Drahtstücke die Stromstärke doppelt so groß werden, so muß, da der

Widerstand nicht geändert wird, das Gefälle doppelt so groß werden. Es

wird also erstens eine zweimal so große Potenzialdifferenz verbraucht,

deshalb also zweimal so viel Wärme erzeugt; aber zweitens, es fließt

nicht bloß dieselbe Elektrizitätsmenge durch, sondern eine zweimal so

große; also nicht bloß ^von einer^ Elektrizitätsmenge wird eine

^doppelte^ Potenzialdifferenz verbraucht, sondern von einer ^doppelten^

Elektrizitätsmenge wird je die ^doppelte^ Potenzialdifferenz verbraucht;

deshalb ist die Wärme viermal so groß = 2². Allgemein: #die in einem

Drahtstücke erzeugte Wärmemenge ist dem Quadrate der Stromstärke

proportional#. (Joule.) Dieser Satz kann auch auf einen ganzen

Stromkreis ausgedehnt werden. Hat man ein Element in einem Stromkreise

von gewissem Widerstand ~a + i~, so liefert sein Strom eine gewisse

Menge Wärme, die der Menge des verbrauchten Zinkes entspricht. Nimmt man

2 Elemente, verbindet sie auf elektromotorische Kraft und bewirkt, daß

der Gesamtwiderstand, ~2 i + a′~, gerade so groß ist wie vorher ~i + a~,

so hat man doppelten Strom (Ohmsches Gesetz) und erhält vierfache

Wärmemenge (Joule). Dies entspricht der verbrauchten Menge Zink; denn

bei doppelter Stromstärke wird in jedem Elemente ^doppelt^ so viel Zink

verbraucht; also vierfache Menge Zink, daher vierfache Wärmemenge. #Die

in einem Stromkreise oder einem Stromteile erzeugte Wärmemenge ist dem

Quadrat der Stromstärke proportional.#

[Abbildung: Fig. 201.]

Lehrbuch der Physik zum Schulgebrauche. · 第 160 / 340 题