Gruppe 5.9a
Inhaltsverzeichnis |
Physikalische Größen veranschaulicht
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 1-3 Volt:
-Material 1: 0.32 A | 0.65 A | 0.94 A
-Material 2: 2.46 A | 3.65 A | 4.25 A
-Material 3: 0.73 A | 148 A | 2.19 A
(Keine genauen Werte)
Versuche
Wirkt sich Strom auf einen Kompass aus?
Man wickelt ein Stromkabel um einen Kompass. Dann schaltet man den Strom an und aus und beobachtet, wie die Kompassnadel sich im Kreis dreht. Je mehr Strom fließt, desto stärker wird das Magnetfeld und die Kompass Nadel wird schneller.
Luftballon-Versuch
Man reibt einen Luftballon mit einem Lappen und hält ihn gegen einen anderen Luftballon, sie stoßen sich ab. Durch das Reiben wurde elektrische Spannung aufgebaut, die von dem einen Luftballon auf den anderen übertragen wurde.
