Widerstand-Messung-Übung

Details

Übung:

Lest diesen Text und versucht ihn zu verstehen - als Grundlage für den Versuch während des Unterrichtes.

Unklarheiten und Fragen merken und mit mir klären. Wieso E-Lehre wichtig ist .... ? Denkt an euren Alltag, denkt einmal an Euch und an ein Leben ohne elektrischen Strom!

Es gibt Grundgrößen und abgeleitete Größen. Der Unterschied sollte euch klar sein.

Bevor Ihr folgenden Versuch durchführt macht, sollt ihr Begriffe ordnen.

 

Was ist eine physikalische Größe?
Was ist das Symbol der jeweiligen physikalischen Größe? Größensymbol?
Was ist eine Einheit?
Was ist das Symbol der jeweiligen Einheit? Einheitensymbol?
 
Wenn euch das klar ist, dann ordnet den folgenden Größen einmal all diese Begriffe zu:
 
Länge, Masse, Zeit, elektrischer Strom
 
Was unterscheidet diese 4 Größen von den folgenden Größen?
 
Kraft, Energie, mechanische Leistung, Spannung, elektrische. Leistung, Widerstand
 
Welche beiden Bestandteile hat eine physikalische Größe, z.B. 4 m, also 4 Meter Länge. ?

 

Für die Auswertung des Versuchsaufbaues gibt es hier auch eine Exceldatei: Achtung in der Tabelle sind der Strom mit blauen Werten und die Spannung mit roten Werten hervorgehoben.

Exceldatei: 

Aufgabe: Öffnet die Exceldatei und versucht den Aufbau zu verstehen. Wer das kann hat im Berufsleben und im echten Leben einen echten Vorteil.

Folgende Sachen könnt ihr mit der Exceldatei machen:

  1. Grafiken zeichnen, wenn ihr die Werte in die richtigen Spalten eingegeben habt.
  2. Widerstand berechnen R = U/I
  3. Leistung (also die elektrische Leistung) P =U·I berechnen
  4. Spannungsverlust bestimmen - eine bestimmte Differenzspannung geht verloren
  5. Wirkungsgrad berechnen

Ihr habt einen Versuchsaufbau, der so aussieht:

 

Eine schematische Darstellung ist in der Zeichnung dargestellt, links.

 

Die Spannungsquelle ist beim Foto ein Netzteil, im Falle eures Experimentes die Spannungsquelle von der Medienleiste über euren Arbeitsplätzen. Die Spannung kann von 0 V – 15 V (je nach Netzteil) verändert werden.

Achtung ohne den Vorwiderstand  ( besser Drosselwiderstand )1  brennt die Lampe bei höheren Spannungen durch.

Wichtig: Tragt möglichst zügig eure Spannungen im Messprotokoll und in der Grafik ein. Wenn ihr mehr Zeit habt, bzw. mehr Leute seid, könnt ihr die Wert auch in der Exceldatei des „Beamer“-Rechners machen. Vorteil: Es wird gleich die Grafik dazu gezeichnet, und ihr habt eine fertige Bildschirmpräsentation.

 

  1. Aufgabe: Die Spannung des Netzteiles und damit der Strom wird verändert. Notiert euch den Strom in Abhängigkeit von der Spannung also I = f(U). Messt auch die Teilspannungen an der Lampe und am Widerstand. (Messprotokoll ist vorhanden). Falls die Spannungsversorgung des Physikraumes benutzt wird, wird euch die Spannung angesagt. Bereich 0-15 V . Ein Schüler führt den Spannungsbereich in 1V Schritten durch.

  2. Wenn ihr sowohl am Widerstand als auch an der Lampe die Spannung messt, überprüft ob die Summe dieser Spannungen gleich der Gesamtspannung ist.

  3. Was fällt euch auf an der Glühlampe.

  4. Wie ändert sich der Widerstand von Lampe bzw. Widerstand mit U

Mit diesen Wertepaaren Strom , Spannung oder f= f(U) , U könnt ihr auch zwei weitere Größen bestimmen, nämlich die „verbratene“2 Leistung und den Widerstand des jeweiligen Bauteiles:

(Berechne Leistung und Widerstand ) = (Calculate power and resistance)

 

1Es ist egal ob der Widerstand vor oder hinter der Lampe ist. Der Begriff Vorwiderstand hat mich schon als Jugendlicher verwirrt, denn der Widerstand kann sowohl vor als auch hinter der zu schützenden Lampe oder Photodiode liegen.

2 Ich schreibe hier „unphysikalisch“ verbraten. Aber das ist die Wahrheit. Der Strom heizt den Widerstand auf – mehr nicht – ohne Nutzen. Wäre dieser Widerstand aber eine Herdplatte, dann hätten wir immerhin eine heiße Pfanne, also einen küchentechnischen Nutzen.