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1. Fragestellungen: Wie ändert sich in einem Draht die Intensität der Elektronenströmung in Abhängigkeit von der Spannung? Ist das Verhalten vom verwendeten Material abhängig?
Benötigte Materialien
Für die folgenden Experimente benötigst du folgende Materialien:
1 Steckbrett, Box 1: Grundschaltungen, 2 Multimeter, 6 Kabel, 1 Netzgerät; aus dem blauen Koffer: zwei Klemmen, Kontantan-Draht (blaue Rolle) und Kupferdraht (schwarze Rolle)
Vorwissen auffrischen
Du musst für den folgenden Versuch wissen, wie man den Strom und die Spannung an einem Bauteil messen kann. Falls du das nicht mehr weißt, hilft dir dieses Video:
In unseren Versuchen können wir sowohl zur Messung der Spannung, als auch zur Messung der Stromstärke das gleiche Gerät benutzen: Das Multimeter. Du musst es nur für die Spannungsmessung und für die Strommessung jeweils unterschiedlich in den Stromkreis einbauen und die korrekte Einstellung vornehmen. Prüfe dein Wissen mit dem Quiz:
Was misst du, wenn du das Messgerät auf den jeweils angegebenen Bereich einstellst?
2. Aufbau
Baue den Versuch wie auf dem Foto abgebildet auf. Überlege dir, wie du gleichzeitig die Stromstärke durch den Draht und die am Draht abfallende Spannung messen kannst! Erstelle einen beschrifteten Schaltplan auf dem Arbeitsblatt rechts neben dem Foto (Schaltzeichen für den Draht ist bereits vorgegeben).
Lösung: Schaltbild
Baue den Versuch nach deinem Schaltplan auf (du musst dafür einen Baustein austauschen). Verwende zunächst den blauen Draht (Konstantan). Überprüfe, ob die Messgeräte auf die richtigen Messbereiche eingestellt sind, bevor du weitermachst.
Lösung: Aufbau
Achte darauf, dass die Messgeräte richtig angeschlossen sind (unterschiedliche Ausgänge für Strom- und Spannungsmessung!) und dass du die Messbereiche an den Messgeräten richtig einstellst.
3. Durchführung
(1) Welche Größe musst du im Experiment messen?
(2) Welche Größe veränderst du im Experiment?
Beschreibe in Worten, wie du den Versuch durchführen wirst.
4. Messergebnisse
Trage deine Messergebnisse in die Tabelle auf dem Arbeitsblatt ein (Lösung weiter unten). Mit der folgenden Aufgabe kannst du prüfen, ob du Spannung und Stromstärke richtig ablesen kannst.
Lösung: Messergebnisse eintragen
Beachte, dass deine Werte leicht abweichen können.
5. Auswertung
Berechne die an der Glühlampe umgesetzte Leistung und trage sie in die Tabelle ein. Vergleiche den Wert mit der Leistung einer Lampe bei in der Schule oder bei dir zu Hause.
Lösung: Auswertung
Beachte, dass deine Werte leicht abweichen können.
Leistung LED-Lampe: etwa 13Watt (100mal so groß, dafür viel größere Lichtstärke)
Leistung Glühlampe (gleiche Lichtstärke wie LED): etwa 100W (weniger effizient wie LED, da ein weitaus größerer Teil der elektrischen Energie in Wärme umgewandelt wird)
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