Gruppe 5.9a

Elektrische Spannung

-U: elektrische Spannung= P:I

-wird in Volt gemessen

-gibt an wieviel Energie benötigt wird, um die elektrische Ladung (Coulomb) zu bewegen

Elektrische Leistung

- P: elektrische Leistung= U mal I

- wird in Watt gemessen

- steht für die Energie pro Sekunde

Elektrische Stromstärke

- I: elektrische Stromstärke = P:U

- wird in Ampere gemessen

- gibt die Ladung pro Sekunde an einer bestimmten Stelle an

Beispiel Wasserrohr

- anhand eines Beispiels mit Wasser kann man die elektrische Spannung veranschaulichen

- lässt man Wasser in das U-förmige Rohr fließen, gleicht sich die Menge sofort aus

- der Wasserstand ist auf beiden Seiten des Rohrs gleich hoch

- verschließt man das Rohr in der Mitte, kann man in das eine Rohr Wasser füllen, ohne dass das Wasser sich ausgleicht

- die Spannung steigt, was man an dem höheren Wasserstand in dem einen Rohr erkennen kann

- öffnet man das Rohr, gleicht sich die Menge des Wassers wieder aus und die Spannung lässt nach

Beispiel: Autos auf der Autobahn

-anhand eines Beispiels mit Autos auf der Autobahn lässt sich die elektrische Stromstärke veranschaulichen

-die Stromstärke ist hier wie viele Autos pro Sekunde an einer bestimmten Stelle vorbei fahren

-dabei sind die Autos die Ladung und die Autobahn ist der Leiter

-fahren dort also 200 Autos in 10 Minuten vorbei, sind das 20 Autos in einer Minute

-das heißt die Stromstärke, also die Anzahl der Autos pro Sekunde an einer bestimmten Stelle, beträgt 0,33 Autos pro Sekunde

Experiment elektrischer Wiederstand

- Zunächst haben wir die Veränderung der Stromstärke mittels des Veränderns der Stromspannung gemessen(einfacher Stromkreis)

- Die herausgearbeiteten Werte haben wir in eine Wertetabelle eingegeben

- Denselben Versuch führten wir mit zwei verschiedenen Ersatzteilen für die Lampe durch.

- Als nächstes trägt man die verschiedenen Werte in ein Koordinatensystem ein.

- Es ist zu sehen, dass eine Proportionale Funktionsgleichung vorliegt.

- Man zeichnet ein Steigungsdreieck und rechnet so die Steigung aus, indem man den Wert der Y-Achse( gemessen in Ampere) durch den Wert der X-Achse (gemessen in Volt) dividiert.

- Aus den konkreten Ergebnissen dieser Rechnung ergibt sich ein Funktionsterm.

- Bsp.: I(U)= 0,02 A:V x U

- Man setzt die gewollte Spannung ein (Bsp. 5V)

- I(5V)= 0,02 A:V x 5V= 0,1A

- Also: Immer wenn zwei physikalische Größen proportional zueinander sind, wird der proportionale Faktor als neue physikalische Größe eingeführt

-Hier: Der Widerstand R ist die neue Größe. Die Einheit heißt "Ohm". R hat die Einheit V : A = Ohm

-Allgemein das "ohmsche Gesetz": I = 1 : R x U

- Der Wiederstand variiert je nach Beschaffenheit des Leitenden Gegenstandes (z.B. Draht aus verschiedenen Materialien)

- Wiederstand unterschiedlicher Drähte bei jeweils 1 Volt:

-Material 1: 0.32 A

-Material 2: 2.46 A

-Material 3: 0.73 A