Gruppe 3.9a
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Das Luftballon-Experiment
Thema:Elektrische Ladung
Aufbau:
Matrialien:
2 Ballons, 1 Schnur, 1 Lappen
Versuch:
Man lädt durch die Reibungsenergie einen der beiden Luftballons mit einem Lappen auf, dann bindet man beide an jeweils ein Ende der Schnur.
Beobachtung
Der aufgeladene Luftballon und der unaufgeladene Luftballon ziehen sich an.
Ergebnis:
- negativ + positiv ziehen sich an
- positiv + positiv stoßen sich ab
- negativ + negativ stoßen sich ab
- man spricht von 'Neutral' wenn beide Luftballons einfach runterhängen
- es entläd sich wenn sich der Ballon mit einem verschieden geladenen Ballon berührt
Formeln
| Formelzeichen | physikalische Größen | Einheiten |
|---|---|---|
| U | elektrische Spannung | V |
| P | elektrische Leistung | W=J:s |
| I | elektrische Stromstärke | A=C:s |
Elektrische Spannung
- U= P:I
- wird in Volt gemessen
- gibt an wieviel Energie nötig ist, um die elektrische Ladung zu bewegen
Elekrische Leistung
- U mal I
- wird in Watt gemessen
- gibt die Energie pro Sekunde an
- kann man sich auch gut mit dem beispiel einer wasserleitung vorstellen. Hier misst man wie viele liter wasser pro sekunde an einer bestimmten Stelle vorbeifließen. bei der Elektrischen Leiting misst man wie viel Energie zum Beispiel an der ersten Lampe pro Sekunde vorbeifließt.
Elektrische Stromstärke
- I=P:U
- wird in Ampere gemessen
- gibt die Ladung pro Sekunde an einer bestimmten Stelle an
Einheiten
- V=Volt
- W=Watt
- J=Energie
- s=Sekunde
- A=Amper
- C=Colombe
Kompass Experiment
Aufbau
Für das Kompas Experiment benötigt man einen Kompass, einen Handgenerator und einen Kupferdraht. Um den Versuch duchzuführen muss man den Kupferdraht an den Handgenerator anschließen und dann den Draht um den Kompass wickeln.
Beobachtung
Der Kompass zeigt immer nach Norden bis man den Strom anmacht, dann spielt die Nardel des Kompass verrückt.
Fazit
Ein stromdurchflossener Leiter zeigt in seiner Umgebung eine magnetische Wirkung. Das Magnetfeld was das umwickelte Kabel errichtet ist anders ausgerichtet als das Magnetfeld der Erde.
Das Lampenexperiment
Aufbau
Um die Stromspannung oder die Stromstärke in einem Stromkreis zu messen braucht man ein Multimeter, vier Kabel, einen Generator, zwei Lampen, eine Steckplatte und mehrere Stecker, um den Stromkreis zu schließen.
Einfacher Stromkreis
Für den einfachen Stromkreis benötigt man eine Lampe. Anschließend baut man den Stromkreis wie im Bild dargestellt auf. Wenn man die Stromstärke messen will schließt man das Multimeter mit zwei zusätzlichen Kabeln im Stromkreis an. Um die Stromstärke am Generator zu messen schließt man das Multimeter an der Stromquelle an und wenn man es an der Lampe messen will schließt man das Multimeter vor der Lampe an.
Parallelschaltung
Für die Paralellschaltung benötigt man zwei Lampen, und der Aufbau gleicht dem auf dem Bild. Um nun die Stromstärke zu messen , schließt man das Mutimeter ebenfalls mit zwei zusätzlichen Kabeln im Stromkreis an. Die Lampen werden bei diesem Versuch paralell zu einander im Stromkreis aufgebaut und die Stromstärke wird einmal am Generator, dann an der ersten und an der zweiten Lampe gemessen. Dazu schließt man das Multimeter jeweils anders an ( an der Stromquelle und vor den beiden Lampen).
Reihenschaltung
Für die Reihenschaltung benötigt man auch zwei Lampen, welche, wie im Bild dargestellt, hintereinander ( in Reihe) im Stromkreis angeschlossen werden. Das Multimeter wird einmal am Generator angeschlossen und einmal vor den beiden Lampen , um an allen Stellen die Stromstärke zu messen.
Einstellung des Messgerätes
Um mit dem Multimeter die Stromstärke zu messen, muss man einen Stecker wie immer in COM einstecken und den anderen in A. Nun stellt man das Multimeter auf 20 A ein und es kann gemessen werden!
Beobachtungen
Während die Lampen bei der Paralell Schaltung beide eine gleich große elektrische Leistung haben, ist die elektrische Leistung bei der zweiten Lampe in der Reihenschaltung kleiner als bei der ersten. Das liegt daran , dass bei der Parallelschaltung , der Strom die Möglichkeit hat sich aufzuteilen und ein Teil zur einen und der andere Teil zur anderen Lampe fließt, so dass beide Lampen gleich starken Strom erhalten. Doch bei der Reihenschaltung muss der Strom erst durch die eine und dann durch die andere Lampe fließen, wodurch der Strom wenn er bei der zweiten Lampe ankommt schon geschwächt ist , so dass an der zweiten Lampe eine niedrigere elektrische Spannung ist. Mann müsste die elektrische Spannung am Generator erhöhen ( verdoppeln) um beiden Lampen die gleiche Leistung zu ermöglichen.
Elektrischer Wiederstand
Gibt es zwischen zwei physikalischen Grōßen einen proportionalen Zusammenhang, wird eine dritte physikalische Größe eingeführt. Diese ist die Steigung der proportionalen Funktion. Die dritte physikalische Größe ist hier der Wiederstand, dessen Einheit Ohm(V:A) ist , was die Abkürzung für Omega ist. Außerdem gibt der Wiederstand die Leitfähigkeit an.
das Ohmsche Gesetzt
---> I= 1 : R mal U
Querschnitt Versuch
Durchführung
Wir haben drei verschieden dicke Drähte in einen Stromkreis eingebaut und dann die Stromspannung verändert um die Stromstärke zu messen. Anschließend haben wir die Werte tabellarisch festgehalten und graphisch dargestellt.
Beobachtung
Wir haben gemerkt, dass je dicker der Querschnitt des Drahtes ist desto mehr Strom leitet dieser Draht.
Ergebnisse
Querschnitt Nr. 1 :
Wir haben festgestellt, dass sich die Stromstärke proportional zur Stromspannung verhält.
