Unterrichtseinsichten - Schuljahr 2013/2014 - Physik 8d

Elektrizitätslehre

• Ein Kunststoffkamm, der mehrfach schnell durch (trockene und gewaschene) Haare gezogen wird, lenkt einen dünnen Wasserstrahl zu sich ab.
  
  Wie kann das sein? Ihr habt aus bekannten Versuchen (Luftballon am Pullover reiben usw.) schnell herausgefunden, dass es sich um Elektrizität handeln muss, die für die Ablenkung des Wasserstrahls zuständig ist.
• Zur genaueren Untersuchung haben wir erst folgende Versuche durchgeführt:
  Werden Glasstäbe und Kunststoffstäbe mit einem Fell gerieben, so wirken sie aufeinander:
  
  Der drehbar aufgehängte Glasstab und ein in der Hand gehaltener geriebener Kunststoffstab ziehen sich an.
  Der drehbar aufgehängte Kunststoffstab und ein in der Hand gehaltener geriebener Kunststoffstab stoßen sich ab.
  Es handelt sich hier um elektrische Vorgänge.
  Es muss (mindestens) 2 verschiedene elektrische Ladungen geben, da sich einmal die Ladungen anziehen und einmal abstoßen.
  Man nennt diese Ladungen "positive Ladung" und "negative Ladung". Das hat aber nichts mit richtig und falsch zu tun, sondern es sind einfach bedeutungslose Namen.
  Gleiche (oder "gleichnamige") Ladungen stoßen sich ab, verschiedene (oder "ungleichnamige") Ladungen ziehen sich an.
• Bei einem zweiten Versuch mit dem Wasserstrahl sahen wir, dass Glas- und Kunststoffstab das Wasser anziehen, also positiv und negativ geladene Gegenstände ziehen das Wasser an. Warum?
  Information (etwas vereinfacht):
  Ein Wasserteilchen besteht aus 2 kleinen Wasserstoffteilchen (H) und einem größeren Sauerstoffteilchen (O). Die Wasserstoffteilchen zeigen eine postive Ladung und das Sauerstoffteilchen eine negative Ladung im Wasserteilchen. Nun sitzen die Wasserstoffteilchen nicht symmetrisch am Sauerstoff teilchen,sondern sie sind etwas "benachbart":
  
  Dadurch wirkt das Wasserteilchen etwas länglich und besitzt an beiden Enden unterschiedliche Ladung.
  Wird nun ein (z. B.) negativ geladener Stab dem Wasserteilchen genähert, so wird das Ende des Wasserteilchens mit der positiven Ladung zum Stab gezogen und das Ende mit der negativen Ladung vom Stab abgestoßen. Dadurch dreht sich das Teilchen.
  
  Da die positive Ladung des Wasserteilchens näher am Stab ist als die negative Ladung, ist die Anziehungskraft zwischen den verschiedenen Ladungen größer als die Abstoßungskraft zwischen den gleichen Ladungen. Deshalb wird das Wasserteilchen zum Stab gezogen.
• Elektroskop
  
  Ein Draht führt von außen in ein isoliertes Gefäß.
  Innen befindet sich am Draht ein beweglicher Draht.
  Wird der Draht aufgeladen (z. B. durch einen Kamm, mit dem man sich vorher gekämmt hat), so entfernen sich die Metallteile im Gefäß voneinander, weil sich gleiche Ladungen abstoßen.
  Der Winkel zwischen den beweglichen Teilen ist ein Maßstab für die Menge der Ladung.

• Es gibt positive und negative elektrische Ladungen. Wer trägt solche Ladungen durch die metallischen Leiter hindurch?
  Die Atome, aus denen die ganze Materie besteht, sind von ihrer Ausdehnung her kugelförmig und bestehen aus einem sehr kleinen Atomkern und Elektronen, die sich in der Umgebung des Atomkerns befinden.
  Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen.
  Protonen und Neutronen haben etwa gleiche Masse, die um etwa 1800-mal größer als die Masse eines Elektrons ist.
  Der Atomkern ist so klein, dass er 10 000-mal nebeneinander in das Atom hineinpassen würde.
  Aber fast die gesamte Masse des Atoms befindet sich im Atomkern.
  Protonen sind positiv geladen,
  Neutronen sind nicht geladen,
  Elektronen sind negativ geladen.
• Daraus folgt:
  Würden Protonen die positive Ladung durch ein Kabel leiten, müsste sich fast die gesamte Masse des Kabels bewegen.
  Protonen können deshalb nicht die Träger der elektrischen Ladung sein.
  Elektronen dagegen können leicht vom Atom abgespalten werden und machen nur einen kleinen Bruchteil der Masse eines Atoms aus.
  Sie tragen die elektrische Ladung durch ein Kabel hindurch.
• Um die Größenverhältnisse in einem Atom zu verstehen, haben wir uns den Atomkern als Kopf (etwa 1 mm Durchmesser) einer Stecknadel gedacht.
  Das ganze Atom hat dann einen Durchmesser von etwa 10 m, also etwa die Größe des Klassenraums.
  Fast der ganze Bereich des Atoms ist leer. Wenn wir so klein wären, dass die Atome die Größe des Klassenzimmers haben würden, würden wir beim Herumlaufen gar nicht merken, dass wir ständig durch Atome hindurch gehen würden. Die kleinen stecknadelkopfgroßen Atomkerne würden wir wahrscheinlich einfach übersehen.
• Noch ein Beispiel:
  Auf meinem Computermonitor gibt es zwischen dem unteren und dem oberen Bildschirmrand etwa 1000 Bildpunkte.
  Wäre nun ein Atomkern so groß wie dieser Bildpunkt → ← auf dem Bildschirm, wäre das ganze Atom im Durchmesser so groß wie 10 Computerbildschirme übereinander.
• Wenn wir aber beachten, dass der Atomkern positiv geladen ist und die Elektronen negativ, würden wir sehr genau feststellen können, dass um uns herum etwas vorhanden ist!
• Wir haben das Beispiel besprochen, in dem der Atomkern ein berühmter Star oder Politiker ist, der von seinen Leibwächtern (den Elektronen) geschützt wird. Die Leibwächter sorgen dafür, dass der Raum um den Star/Politiker herum frei bleibt. Obwohl in der Umgebung des Atomkerns eigentlich nichts ist, kann kein anderes Atom dicht an den Atomkern herankommen. Die Größe des (fast) leeren Außenbereichs des Atoms richtet sich danach, wie weit der Einflussbereich der Elektronen geht.
• Ein schönes Video zu dem Größenunterschied von Atomkern und Atom gibt es unter YouTube: hier der Link

• Weitere Versuche zur Elektrostatik
• Versuch zu den Kräften (Abstoßung - Anziehung) bei elektrischen Ladungen:
  
  Die vier äußeren Glocken sind gleich geladen, die mittlere Glocke mit der entgegengesetzen Ladung.
  Die kleinen aufgehängten Metallkugeln pendeln zwischen den Glockenschalen hin und her und erzeugen ein helles Klingeln.
• Elektroskop im Eigenbau
  
  Ein Draht führt von außen in ein isoliertes Gefäß.
  Innen befindet sich am Draht ein beweglicher Draht oder wie im Selbstbaumodell ein gefaltetes Stück Aluminiumfolie.
  Wird der Draht aufgeladen (z. B. durch einen Kamm, mit dem man sich vorher gekämmt hat), so entfernen sich die Metallteile im Gefäß voneinander, weil sich gleiche Ladungen abstoßen.
  Der Winkel zwischen den beweglichen Teilen ist ein Maßstab für die Menge der Ladung.
• Faraday-Becher
  
  Bringt man Ladungen in den Faraday-Becher hinein, kann man sie von drinnen nicht wieder herausholen.
  Die Innenseite des Bechers trägt dann keine freien Ladungen.
  Außen allerdings sitzen die Ladungen und man kann sie von dort auch zur Registrierung auf ein Elektroskop bringen.
  Grund für die Verteilung der Ladungen ist, dass sich die gleichen Ladungen abstoßen und sich so weit wie möglich voneinander entfernt anordnen, also außen am Becher.
  Ein abgeschlossener metallischer Raum heißt Faraday-Käfig.Innen sind keine freien Ladungen. Man ist also in einem Faraday-Käfig (z. B. einem Auto) im Inneren vor blitzschlaggeschützt.
• Spitzenrad
  
  Ein Pol der Influenzmaschine ist geerdet, der andere Pol wird mit einem Spitzenrad verbunden.
  Wird die Influenzmaschine betrieben, so fängt das das Spitzenrad an sich zu drehen.
  Die Ladungen werden von den Spitzen des Rades abgestoßen und der Rückstoß treibt das Rad an.
  
  An den Spitzen sitzen die Ladungen dichter als an den anderen Stellen und stoßen sich deshalb stärker ab.
  Von den Spitzen bewegen sich also Ladungen weg und drehen das Rad durch den Rückstoß.
• Eine Glimmlampe kann anzeigen, wo der Minus- und wo der Pluspol ist.
  
  An der Seite, an der das Gas um die Elektrode herum glimmt, ist der Minuspol, weil dort die Träger der negativen Ladung (die Elektronen) herauskommen.

2014-02-28

• Plattenkondensator: Auf zwei Metallplatten können Ladungen gesammelt werden.
  
• Influenzmaschine: Durch Drehen der Scheiben werden die Ladungen auf der Influenzmaschinegetrennt.
  Auf einer Kugel befinden sich mehr negative und auf der anderen Kugel mehr positive Ladungen. 
  
• In den Plattenkondensator wird eine mit Alufolie umhüllte Kugel gehängt.
  Mit Hilfe der Influenzmaschine wird der Plattenkondensator dann aufgeladen.
  In die Zuleitungen wird eine Glimmlampe eingefügt.
  Es geschieht Folgendes:
• Die Kugel fliegt ständig von einer Platte zur anderen.
  Grund: Ist die Kugel positiv geladen, wird sie von der negativen Platte angezogen und von der positiven abgestoßen.
  Erreicht sie die Platte, wird sie negativ geladen und wird darauf von der positiven Platte angezogen und von der negativen abgestoßen.
• Die Glimmlampe leuchtet.
  Grund: Durch das Hin- und Herfliegen der Kugel wird Ladung transportiert. Bewegte Ladung ist Strom und der Strom bewirkt das Leuchten der Lampe.
  
• Als Ladungsmessgerät haben wir das Elektroskop kennengelernt.
  
  Genauere Messungen zur Menge der Elektrizität (Spannungsmessung) kann man mit einem Oszilloskop durchführen.
  Elektronen werden dabei in einer Glasröhre beschleunigt und fliegen dann geradlinig auf einen Bildschirm, auf dem sie ihre Energie abgeben und dadurch einen Punkt auf einem Leuchtschirm zeichnen.
  Zwei Metallplattenpaare sind neben der Röhre und oberhalb bzw. unterhalb der Röhre angebracht. Werden diese Metallplatten elektrisch geladen, so wird der Elektronenstrahl abgelenkt und der Punkt erscheint an anderer Stelle auf dem Leuchtschirm.
• Ausprobieren kann man ein echtes Oszilloskop an der Universität Kaiserslautern über das Internet.
• Besser funktioniert dagegen die Simulation eines Oszilloskops.

2014-03-07

• Wirkungen des elektrischen Stroms
• Wärmewirkung
• Wir haben gesehen:
  - Wenn Strom durch einen dünnen Draht fließt, wird der Draht heiß.
  - Wenn der Draht genügend heiß ist, verformt er sich und glüht.
  - Körper dehnen sich bei Erwärmung aus.
  - Wasser zieht sich aber beim Abkühlen nicht zusammen, sondern dehnt sich beim Gefrieren aus (die Atome benötigen im Kristallgitter mehr Platz als wenn sie im flüssigen Wasser sehr eng beieinander liegen können).
• Mit einem heißen, glühenden Draht kann man sehr exakt Papier und Styropor schneiden (Vorsicht: Giftige Dämpfe und Entzündungsgefahr!)
• Je heißer ein Draht ist, desto länger ist er. Die Verlängerung kann man am Durchhängen des Drahtes erkennen.
  Anwendung dazu: ein Messgerät, das über die Verlängerung eines Drahtes die Stromstärke misst.
  
• Der Draht glüht an der Stelle, an der er zu einer Spirale aufgerollt ist, am stärksten, weil sich hier mehrere Drahtstücke gegenseitig erwärmen.
• Die Ausdehnung eines Drahtes auf Grund der Erwärmung durch den elektrischen Strom benutzt man beim Hitzdrahtinstrument zum Messen der Stromstärke:
  

2014-03-14

• Chemische Wirkung
• Knallgaszelle
  
  In einer Glasröhre befindet sich verdünnte Schwefelsäure (5%).
  Zwischen 2 Elektroden, die sich nicht berühren, fließt ein Gleichstrom.
  Das Wasser wird dadurch zersetzt in Wasserstoff und Sauerstoff. Diese beiden Gase steigen als Bläschen in der Röhre auf und sammeln sich imoberen Bereich.
  Leitet man dieses Gas in eine Flamme, so wird es mit einem Knall wieder zu Wasser.
• Die Ladungsmenge, die in der Knallgaszelle transportiert werden muss, damit ein Gasvolumen von 0,19 cm³ Knallgas entsteht, nennt man 1 Coulomb oder kurz 1 C.
• Werden Ladungen transportiert, so nennt man das elektrischen Strom. DieStromstärke gibt (in der Einheit Ampere) an, wieviel Ladungen pro Zeiteinheit dabei transportiert werden. 1 Ampere = 1 Coulomb pro 1Sekunde oder kurz: 1 A = 1 C / 1 s.

• Magnetische Wirkung des elektrischen Stroms
• Oerstedt-Versuch
  Ein stromdurchflossener Leiter besitzt ein Magnetfeld. Die Feldlinienbilden Kreise mit gleichem Mittelpunkt um den Leiter herum.
• Links zu den besprochenen Randthemen:
• Erdmagnetfeld
• Erd-Magnetfeld-Umkehr
• dokumentierte Magnetfeldumkehr beim Mittelatlantischen Rücken

2014-03-21

• Weitere Überlegungen zur magnetischen Wirkung des elektrischen Stroms
  Beim Oerstedt-Versuch haben wir gesehen: Ein stromdurchflossener Leiter erzeugt ein Magnetfeld.
  Die Feldlinien laufen kreisförmig um den Leiter herum:
  
  Die Richtung können wir mit der Linke-Hand-Regel (oder Korkenzieher-Regel) feststellen:
  Der Daumen der linken Hand zeigt in die Richtung, in die sich die Elektronen bewegen.
  Die anderen Finger der linken Hand zeigen dann in Richtung derFeldlinien, d. h. in die Richtung, in die sich ein freier magnetischer Nordpol bewegen würde.
• Das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters kann man verstärken, indem man den Draht mehrfach aufwickelt oder eine fertige Spule benutzt.
  Eine weitere Verstärkung liefert eine magnetisierbare Substanz in der Spule.
  Mit einem so entstandenen Elektromagnet, den man an- und ausschalten kann, lassen sich schwere Teile gut transportieren (z. B. Autos auf einem Schrottplatz).
  
• Eine stromdurchflossene Spule in einem Magnetfeld richtet sich so aus, dass jeweils Nord- und Südpol der Spule und des Magnetfeldes dicht beieinanderstehen.
  Ändert man die Stromrichtung in der Spule nach jeder Halbdrehung, so dreht sich die Spule immer weiter und wird zu einem Elektromotor.
• Die magnetische Wirkung des elektrischen Stroms wird oft in Drehspul-Messinstrumenten benutzt:
  
  Im Hufeisenmagnet befindet sich eine Spule mit Eisenkern.
  Wird Strom durch die Spule gelenkt, so richtet sie sich im Hufeisenmagneten aus, d. h. sie dreht sich.
  Das sie bei der Drehung durch eine Schraubenfeder gebremst wird, drehtsie sich um so weiter, je größer die Stromstärke ist.
  Beim abgebildeten Drehspulgerät dient der Metallbügel im Vordergrund dazu, den Nullpunkt exakt einzustellen.

2014-04-25

• Bei der Wiederholung haben wir u. a. besprochen, dass Strom fließende Ladung ist.
  Durch den elektrischen Leiter bewegen sich Elektronen. Würden sich die positiven Teilchen (die Protonen) des Atomkerns bewegen, würde sich der ganze Leiterinhalt wegbewegen, da der Atomkern mit den Protonen fast die gesamte Masse des Atomkerns ausmacht.
• Mit Hilfe zweier gleicher Glühlampen haben wir den Unterschied zwischen einer Serienschaltung und einer Parallelschaltung gesehen.
  
  In der Reihenschaltung, waren die Lampen dunkler, weil die Elektronen beide Lampen durchlaufen müssen.
  Sie haben deshalb nicht genug Energie, um beide Lampen kräftig leuchten zu lassen.
  In der Parallelschaltung durchlaufen die Elektronen jeweils nur eine Lampe.
  Beide Lampen leuchten deshalb hell.
• Im zweiten Versuchsteil wurden zwei Glühlampen mit unterschiedlicher Leistung (25W und 40W) eingesetzt.
  
  
  
  Bei der Parallelschaltung (oben) leuchtet die 40W-Lampe (rechts) heller als die 25W-Lampe (links).
  Bei Reihenschaltung (unten) ist dagegen die 40W-Lampe viel dunkler als die 25W-Lampe, während die 25W-Lampe fast gleich hell leuchtet.
  Der Grund ist, dass die 40W-Lampe mehr Strom zur vollen Helligkeit benötigt als die 25W-Lampe.

• Die Stromstärke I gibt an, wie viel Ladungen Q pro Zeiteinheit t durch einen Leiter geflossen sind. Im Prinzip ist die Stromstärke also so eine Art Elektronengeschwindigkeit.
  Die Stromstärke I misst man in der Einheit Ampere (A).
  Die Ladung Q misst man in der Einheit Coulomb (C).
  Die Zeit misst man in der Einheit Sekunde (s).
    
• Schaltet man statt einer Lampe zwei gleiche Lampen hintereinander in einen Stromkreis, so leuchten diese nur dann genau so hell wie eine einzige Lampe, wenn die gleiche Stromstärke vorhanden ist.
  Da man aber die Elektronen bei 2 Lampen und gleicher Stromstärke die doppelt Leistung benötigen, muss mehr Energie bereit gestellt werden, die Elektronen müssen stärker angetrieben werden.
  Das erreicht man durch Bereitstellung doppelt so vieler Elektronen am Minuspol. Der Ladungsunterschied zwischen Minus- un Pluspol muss größer werden. Ein Maß für den Ladungsunterschie ist die Spannung U. Bei doppelter Leistung P und gleicher Stromstärke I benötigt man die doppelte Spannung U.
  Die Leistung P misst man in der Einheit Watt (W),
  Die Spannung U misst man in der Einheit Volt (V).
   
• Versuch: Messung der Spannung in seriellem und parallelem Stromkreis
• Im seriellen Stromkreis misst man die Gesamtspannung, indem man die Anschlüsse des Spannungsmessgerätes jeweils zwischen dem Anschluss eines Pols der Stromversorgung und des ersten Bauteils (Lampe) anschließt.
  
  Misst man die Spannung jeweils an einem Bauteil, ergibt sich die Gesamtspannung, wenn man alle Teilspannungen addiert.
   
• Im parallelen Stromkreis misst man die Gesamtspannung auf verschiedenen Seiten der Bauteile (Lampen).
   
• Befindet sich zwischen den Anschlüssen des Messgerätes eine durchgehende Leitung ohne Bauteil (Lampe), so misst man die Spannung 0 V, da zwischen den Anschlussstellen dann kein Ladungsunterschied besteht.

2014-05-16

• Auswertung der Versuche aus der letzten Stunde
  Bei der Reihenschaltung wird jedem Leiterabschnitt zwischen den Lampen und der Spannungsquelle ein Potenzial (in der Einheit V) zugeordnet.
  Die Spannung, die man zwischen einzelnen Abschnitten misst, entspricht der Differenz der Potenziale.
   
• In einer Reihenschaltung addieren sich die einzelnen Teilspannungen (an den einzelnen Glühampen) zur Gesamtspannung.
  Anwendung bei der Potenziometerschaltung:
  
  An einen 1 m langen Draht wird die Spannung 10 V angelegt.
  Die Glühlampe trägt aber diue Aufschrift 2,5 V.
  Greift man mit Krokodilklemmen einen Bereich von 25 cm ab (siehe Bild), so erhält man damit die Nennspannung der Glühlampe.
  Die Länge des abgegriffenen Drahtstücks ist proportional zur Spannung.
• Beim Schiebewiderstand nutzt man diesen Sachverhalt aus. Man ersetzt die Krokodilklemmen durch einen Schieber, der einen Teild er Windungen abgreift:
  

2014-05-23

• Wiederholung zur Klassenarbeit
  Themen:
• elektrische Ladung (+ und -)
• Versuche zu Ladungen: Kamm, Stäbe, ...
• Elektroskop, Glockenspiel usw.
• Atom-Aufbau
• Faraday-Käfig
• Spitzenrad
• Stromfluss - fließende Ladung
• Oszilloskop
• Wirkungen des elektrischen Stroms: Wärmewirkung, chemische Wirkung, magnetische Wirkung
• Reihen- und Parallelschaltung
• Spannung U=P/I
• Messung von Strom und Spannung

2014-06-06

• Klassenarbeit 1  [ Aufgaben | Lösungen ]

2014-06-13

• Rückgabe der Klassenarbeit 1  [ Aufgaben | Lösungen ]
• Messung in Gruppen zum Thema "Abhängigkeit der Stromstärke von der Spannung bei Stromfluss durch dünne Drähte"
  
  Ein Stromkreis enthält einen dünnen Draht.
  Ein Strommessgerät (unten links) wird in den Stromkreis geschaltet.
  Ein Spannungsmessgerät (oben Mitte) wird parallel zum Stromkreis geschaltet.
  Für die Messungen werden mehrere Spannungen frei vorgegeben und dann die Stromstärken gemessen.
  Auswertung in der nächsten Stunde.

2014-06-20

• Stellvertretend für die alle Gruppen hier die Ergebnisse zweier Gruppen:
  
  Ergebnis: Spannung und Stromstärke sind proportional zueinander: U~I
  Diese Beziehung nennt man Ohmsches Gesetz.
  Beispiel: Wird die Spannung verdoppelt (verdreifacht), verdoppelt (verdreifacht) sich auch die Stromstärke.
• In einer gemeinsamen Messung, in der wir die Messung weiter als in den Schülerversuchen erhöht haben, ergab sich ein anderes Ergebnis:
  
  Bei höheren Spannungen ist die Stromstärke geringer, als sie eigentlich nach dem Ohmschen Gesetz sein müsste.
  Was dahinter steckt, werden wir in der nächsten Stunde besprechen.
• Neu war für euch die Auswertung einer Messtabelle mit dem Taschenrechner.
  Hier eine Anleitung.

2014-06-27

• Im Mathematikunterricht wurde gezeigt, dass eine Ursprungsgerade die Gleichung y=m∙x besitzt mit y~x und einer Konstante m, die die Steigung der Geraden angibt.
• Genau so können wir die in der letzten Stunde gefundene Gerade durch die Gleichung I=const.∙U beschreiben, wobei für x die Spannung U und für y die Stromstärke I eingesetzt wird.
• Üblich ist aber eine andere Zuordnung: I statt x und U statt y. Die Konstante nennt man dann "Widerstand" und setzt als Zeichen dafür ein "R" und gibt R die Einheit Ohm: V/A=Ω.
  Die Gleichung heißt dann U=R∙I.
  Die erste Messung der letzten Stunde sieht dann in der Auswertung so aus:
  
  Den Widerstand berechnet man, indem man die Spannung durch die Stromstärke dividiert.
  Es ergibt sich der Mittelwert 12,7Ω (bzw. 12,4Ω in der Auswertung mit LibreOffice-Calc durch Zeichnen einer Ausgleichsgerade).
• Wir haben uns die Abhängigkeit zwischen Spannung und Widerstand auch in Echtzeit mit Hilfe des Computers angeschaut:
  
  Bei einem Konstantan-Draht und einem Eisen-Draht wurde bei verschiedenen Spannungen die Stromstärke gemessen.
  Waagrecht ist jeweils die Spannung und senkrecht die Stromstärke abgetragen.
  Konstantan:  
  Beim Konstantandraht sind Spannung und Stromstärke proportional. Es ergibt sich eine Gerade, ganz gleich, ob die Spannung schnell oder langsam verändert wird.
  Konstantan ist eine Legierung aus verschiedenen Stoffen, die so gewählt sind, dass die Spannung und die Stromstärke proportional sind.
  Eisen:     
  Beim Hochregeln der Spannung ergibt sich jeweils der obere Teil der Messkurve, beim Herunterregeln der untere Teil.
  Links wurde die Spannung relativ langsam geändert, mehrfach wurde die Spannung für eine Sekunde auf einem Wert belassen.
  Bei der mittleren Messkurve wurde die Spannung sehr schnell hochgeregelt. ImBereich von 7 bis 18 Volt war der Messbereich für die Stromstärke nicht ausreichend, so dass die Messkurve oben abgeschnitten wurde.
  Rechts wurde die Änderung der Spannung sehr langsam durchgeführt. Trotzdem ergaben sich beim Hoch- und Herunterfahren der Spannung verschiedene Messkurven.
  Zu erklären ist die Form der Messkurven dadurch, dass sich je nach Erwärmung des Drahtes die Stromstärke verändert: Bei wachsender Spannung ist der Draht noch kühl und erwärmt sich erst, so dass die Stromstärke relativ groß ist, bei fallender Spannung ist der Draht noch warm und die Stromstärkeentsprechend klein.
• Abhängigkeit des Widerstandes von der Temperatur eines Eisendrahtes:

• Ein Eisendraht wird bis zur Rotglut erhitzt. Dabei wird ein U-I-Diagramm aufgenommen:
   
  Bei steigender Temperatur wird der Widerstand des Drahtesgrößer. Die Stromstärke steigt bei steigender Spannung nicht mehr so stark wie bei kleinen Spannungen.
• Wird der Eisendraht im Wasserbad gekühlt, ergibt sich folgendes U-I-Diagramm:
   
   
  Da die Temperatur konstant bleibt, gilt das Ohmsche Gesetz U~I. Es ergibt sich im Schaubild also eine Ursprungs-Gerade.
• Wenn die Temperatur konstant ist, gilt bei Drähten das Ohmsche Gesetz U~I (Die Spannung ist proportional zur Stromstärke).

2014-07-04

• Individuelle Besprechung der Zeugnisnoten.
• Das Ohmsche Gesetz U~I aus der letzten Stunde kann man auch als Gleichung schreiben, wenn man einen Proportionalitätsfaktor R einfügt: U=R·I
  R nennt man Widerstand, weil bei großem R geringe Stromstärke und bei kleinem R große Stromstärke bei Gleicher Spannung gemessen wird.
  Da bei U~I links die Einheit V und rechts A steht, muss R die Einheit V/A haben, damit die Gleichung stimmt.
  Statt V/A schreibt man meistens Ω (Omega) und nennt diese Einheit Ohm.
• Da auf elektronischen Bauelementen, die als Widerstand zur Strombegrenzung benutzt werden, zu wenig Platz für deutliche Angaben über den Wert des Widerstands vorhanden ist, benutzt man häufig einen Farbcode (farbige Ringe). Hier die Bedeutung der Farbringe:
  
  Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Farbcode_für_Widerstände