Und die $ 64.000 Frage ist … leitet Graphit Elektrizität? Es tut sicherlich! Die Videodemonstration zeigt dies sehr überzeugend. Graphit ist ein interessantes Material, ein Allotrop von Kohlenstoff (wie Diamant). Es zeigt Eigenschaften von Metallen und Nichtmetallen an. Wie ein Metall ist Graphit jedoch aufgrund der Beweglichkeit der Elektronen in seinen äußeren Valenzschalen ein sehr guter elektrischer Leiter.
Wenn wir einige Grundprinzipien der Elektrizität überprüfen, können wir auch sehen, warum wir den Bleistift braten. Nach dem Ohmschen Gesetz, das für die meisten einfachen Stromkreise gilt, V = IR wobei V die an der Schaltung anliegende Spannung ist, R ist der Widerstand der Schaltung und I ist der resultierende Strom. Da der Graphit einen niedrigen Widerstand und eine hohe Leitfähigkeit aufweist, zieht er einen großen Strom durch den Stromkreis, und dieser große Strom erwärmt den Graphit aufgrund der Reibungserwärmung schnell, wenn die Ladungen durch den Stromkreis wandern. Das Ergebnis ist eine aufregende Darstellung von leuchtendem Graphit und flammenden Stiften.
Wenn Sie jemals einen Kupferdraht direkt an beide Klemmen einer Batterie angeschlossen haben, werden Sie bemerkt haben, wie heiß der Draht wird. Ohne etwas mit mehr Widerstand in der Schaltung (z. B. eine Glühbirne), um den Strom zu reduzieren, werden Sie viel Wärme erzeugen (und Sie werden auch die Batterie vor ihrer Zeit abnutzen). Dies ist bei der Schaltung im Video der Fall. Wenn Sie eine Glühbirne in den Stromkreis einbauen würden, würde der Strom sinken, der Kohlenstoffdraht würde nicht so heiß werden und die Demo wäre nicht so dramatisch. Die Demonstration veranschaulicht indirekt auch die Gefahr eines „Kurzschlusses“.“ Diese existieren, wenn ein Widerstand in einer Schaltung von einem niederohmigen Draht umgangen wird. Dies kann beispielsweise passieren, wenn die Isolierung, die die Drähte an einem Haushaltsgerät umgibt, ausgefranst ist. Wenn sich die Drähte treffen, kann der Strom das Gerät umgehen, einen extrem niederohmigen Zweig in Ihrer Haushaltsschaltung erzeugen und eine schnelle „ohmsche“ Erwärmung und damit die Möglichkeit eines elektrischen Feuers induzieren. Es ist gut, dass wir heutzutage Leistungsschalter haben!Adam Weiner ist der Autor von Don’t Try This at Home! Die Physik der Hollywood-Filme.