Blitz – elektrische Energie vom Himmel © Siemens Stiftung 2016 CC BY-SA 4.0 international

Blitz – elektrische Energie vom Himmel

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Blitzschlag zwischen Erde und Wolke – ein schönes Beispiel für elektrische Energie in der Natur.

Deutsch, Englisch, Spanisch
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01.06.2016
Aufsteigende Luftströme erzeugen aus mechanischer Energie durch Reibung Elektrizität in Form elektrisch aufgeladener Wolken bis zu einer Ladung von ca. 20 As (Amperesekunde). Wenn der Spannungsunterschied zwischen der Gewitterwolke und der Erde über 100 Mio. V beträgt, kommt es zu einer gewaltigen Entladung als Lichtbogen. Da die Entladung in Bruchteilen einer Sekunde erfolgt, können hohe Stromstärken bis 100.000 A auftreten. Bei einer Entladungszeit von z. B. 0,4 ms, beträgt die Stromstärke 50.000 A. Bei dieser Stromstärke liegt die Leistung eines Blitzes bei 5 Terawatt (TW). 1 TW entspricht einer Billion Watt. Dabei wird eine Energie von 560 kWh freigesetzt.

Hinweise und Ideen:
Zur Vertiefung könnte die Physik der Gasentladung angesprochen werden. Interessant ist es auch, den Energieinhalt eines Blitzes zu berechnen und mit dem Heizwert von Benzin zu vergleichen. Welcher Benzinmenge entspricht die Energie eines Blitzes? Ein weiteres Beispiel für das Vorkommen elektrischer Energie in der Natur sind Zitteraale, sie produzieren die elektrische Energie aus einer biochemischen Reaktion.
Veranschaulichung
Physik; Sachunterricht; Technik
Klasse 1 bis 4; Klasse 5 bis 6; Klasse 7 bis 9; Klasse 10 bis 13
Berufliche Bildung; Grundschule; Weiterführende Schulen
Elektrizität; Energie
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