Spannung und Stromstärke < SchulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:11 Mo 29.08.2011 | | Autor: | Mona |
| Aufgabe | Hallo!
Wir sollten in der Schule einen einfachen Stromkreis aufbauen mit einer Spannungsquelle (Trafo), einer Glühbirne und einem Amperemeter bzw. Voltmeter jeweils da reingeschaltet.
Dann sollten wir das Amperemeter einmal vor und nach den Verbraucher schalten und Messwerte dazu aufschreiben. Und nun die Frage, was man über die gemessene Stromstärke aussagen kann und warum das so ist?
Werte waren:
vorgegebene Spannung:
12 V
Stromstärke vor Verbraucher:
169, 6 mA
Stromstärke hinter Verbraucher:
169, 2 mA
Alle anderen Messwerte waren genauso nah beieinander.
Aufgabe 2:
Messen von der Spannung mit dem Voltmeter und dem gleichen Stromkreisaufbau wie oben. Dann sollten wir das Voltmeter einmal an die Spannungsquelle direkt und einmal am Verbrauhcer anschließen und messen.
Auch hier mal einen Vergleichswert:
vorgegebene Spannung:
12 V
Spannung am Trafo:
13,55 V
Spannung am Verbraucher:
13,38 V
Warum ist das so und dann sollen wir halt Vergeliche ziehen. |
Nun zu meiner Frage. Ich verstehe nicht, was ich da erklären soll. Anscheinend macht es ja kaum einen Unterschied ob man direkt am Trafo misst oder am Verbraucher und die Stromstärke verändert sich ja auch nicht wesentlich vor oder hinter dem Verbraucher gemessen. Wie kann ich das jetzt erklären?
Ich hoffe, mir kann jemand helfen.
vG
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Das kommt auf die Genauigkeit eurer Messung an ;)
Ihr solltet eigentlich wissen, wie sich Strom und Spannung in einer Reihenschaltung verhalten oder aber dieses Experiment soll euch dies verdeutlichen. Es geht doch darum, zu schauen, ob der fließende Strom (I, als Einheit Ampere) konstant bleibt und ob die Spannung (U, als Einheit Volt) konstant bleibt. Ich gebe dir Recht, dass der Spannungsabfall, den ich erwarte, bei euch sehr gering ausfällt. Generell solltet ihr ja schon das ohmsche Gesetz behandelt haben, demnach ja die Spannung über U=RI mit der Stromstärke verbunden ist. DIe Lampe ist dein Widerstand. Da sich der Fluss, also der Strom, bei einer einzigen Leitung nicht aufteilt und ja immer konstant sein muss in diesem einfachen Beispiel, dürfte sich I nicht sehr verändern (ganz idealistisch hier), sollte also genau konstant bleiben, das müsstest du doch erwarten, oder? Da der Strom I=dQ/dt ist, also die Änderung der fließenden Ladung, sollte diese im gesamten Stromkreis bei nur einer Leitung bzw einer Serienschaltung überall gleich sein. Die Lampe wirkt zwar als Widerstand und verringert den Stromfluss, dies wirkt sich aber gleich auf die gesamte SChaltung aus, also muss I constant sein, also die selben Werte vor und nach der Lampe haben.
Bei der Spannung U sieht das hingegen ganz anders aus. Da der Draht selber ein Widerstand ist/hat, musst du es so sehen, dass U zwar gleich R mal I ist, aber wenn I const ist kann R immer noch variabel sein. Und R wird mit jedem Zentimeter Draht immer größer! Demnach erwarten wir eine unterschiedliche Spannung VOR der Lampe im Vergleich zu HINTER der Lampe, denn dazwischen liegt ein Widerstand + ein Verbraucher (deine Lampe, ebenfalls ein Widerstand) und das wirkt sich auf die Spannung aus, denn diese ist ja im Grunde nur die Differenz zwischen der potentiellen Energie an der Quelle und am Ende (bzw. dort wo du misst).
> Hallo!
> Wir sollten in der Schule einen einfachen Stromkreis
> aufbauen mit einer Spannungsquelle (Trafo), einer
> Glühbirne und einem Amperemeter bzw. Voltmeter jeweils da
> reingeschaltet.
>
> Dann sollten wir das Amperemeter einmal vor und nach den
> Verbraucher schalten und Messwerte dazu aufschreiben. Und
> nun die Frage, was man über die gemessene Stromstärke
> aussagen kann und warum das so ist?
>
> Werte waren:
>
> vorgegebene Spannung:
>
> 12 V
>
> Stromstärke vor Verbraucher:
>
> 169, 6 mA
>
> Stromstärke hinter Verbraucher:
>
> 169, 2 mA
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> Alle anderen Messwerte waren genauso nah beieinander.
Eben, das kann auf Messfehler, ungenaue Geräte oder eben schlechte Messungen zurückzuführen sein, aber I sollte const. sein.
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> Aufgabe 2:
>
> Messen von der Spannung mit dem Voltmeter und dem gleichen
> Stromkreisaufbau wie oben. Dann sollten wir das Voltmeter
> einmal an die Spannungsquelle direkt und einmal am
> Verbrauhcer anschließen und messen.
>
> Auch hier mal einen Vergleichswert:
>
> vorgegebene Spannung:
> 12 V
>
> Spannung am Trafo:
> 13,55 V
>
> Spannung am Verbraucher:
> 13,38 V
>
U hingegen sollte sich ändern, immerhin hast du eine Differenz von 0,2V, wenigstens etwas ;) Bedenke, dass du oben mA gemessen hast, also [mm] 10^{-3}, [/mm] damit deutlich kleiner als 1 V was 200 mV wären!!!
> Warum ist das so und dann sollen wir halt Vergeliche
> ziehen.
> Nun zu meiner Frage. Ich verstehe nicht, was ich da
> erklären soll. Anscheinend macht es ja kaum einen
> Unterschied ob man direkt am Trafo misst oder am
> Verbraucher und die Stromstärke verändert sich ja auch
> nicht wesentlich vor oder hinter dem Verbraucher gemessen.
> Wie kann ich das jetzt erklären?
>
> Ich hoffe, mir kann jemand helfen.
>
> vG
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:24 Mo 29.08.2011 | | Autor: | Mona |
Vielen Dank für deine Hilfe. Ich habe es jetzt verstanden (:
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