Unterrichtseinsichten - Schuljahr 2014/2015 - Physik 9d

Elektrizität

• Wiederholung zum Thema Widerstand
  
  U ist die Spannung, gemessen in Volt (V)
  I ist die Stromstärke, gemessen in Ampere (A)
  R ist der Widerstand, gemessen in V/A oder zusammengefasst in Ohm (Ω)
  ρ ist der spezifische Widerstand, eine charakteristische Konstante für jeden Leiter, gemessen in Ω·mm²/m
  L ist die Länge eines Leiters, gemessen in Meter (m)
  A ist die Querschnittsfläche des Drahtes, gemessen in Quadratmillimeter (mm²)
• Wie wirken sich zwei verschiedene Widerstände (100 Ω und 500 Ω) in einer Serien- und Parallelschaltung aus?
  Wie groß ist der Ersatzwiderstand einer solchen Schaltung?
• Serienschaltung
  
  Gemessen wird die Gesamtspannung 5,7 V und der Gesamtstrom 9,5 mA.
  Daraus ergibt sich der Widerstand 5700/9,5 Ω = 600 Ω
  Die beiden Widerstandswerte addieren sich also.
• Parallelschaltung
  
  Gemessen wird die Gesamtspannung 4,35 V und der Gesamtstrom 49,5 mA.
  Daraus ergibt sich der Widerstand 4350/49,5 Ω = 87,9 Ω.  1/100Ω + 1/500Ω = 1/83,3Ω
  Die Kehrwerte der beiden Widerstandswerte addieren sich zum Kehrwert des Gesamtwiderstands.
• Allgemein gilt für eine Schaltung mit 2 Widerständen
  

• Beispielrechnung zu den Formeln aus der letzten Stunde:
  Gegeben sind die Widerstandswerte R₁=20Ω; R₂=80Ω
  Gesamtwiderstand bei Reihenschaltung: R_gesamt=R₁+R₂=20Ω+80Ω=100Ω
  Gesamtwiderstand bei Parallelschaltung: 1/R_gesamt=1/20Ω+1/80Ω=4/80Ω+1/80Ω=5/80Ω=1/16Ω → R_gesamt=16Ω