Widerstandsschaltungen - Carl-Engler

Physikalisches Praktikum
Laborversuch:
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
BS, BK, FS
Widerstandsschaltungen
1
Aufgaben
1.1
Einzelwiderstand
Messen Sie an einem Einzelwiderstand mit dem Multimeter Widerstand,
Spannung und Strom und überprüfen Sie den Zusammenhang rechnerisch
nach dem Ohmschen Gesetz.
1.2
Reihen- und Parallelschaltung
Messen Sie an einer Reihenschaltung sowie an einer
Parallelschaltung mit dem Multimeter die
Einzelwiderstände, Spannungen und Ströme und
überprüfen Sie den Zusammenhang rechnerisch
nach dem Ohmschen Gesetz bzw. den zugehörigen
Schaltungsregeln.
1.3
Gemischte Schaltungen
Messen Sie an den beiden gemischten Schaltungen
mit dem Multimeter die Einzelwiderstände,
Spannungen und Ströme und überprüfen Sie den
Zusammenhang rechnerisch nach dem Ohmschen
Gesetz bzw. den zugehörigen Schaltungsregeln.
2
Hinweise
Alle gemessenen bzw. an Bauteilen abgelesenen Werte sowie die zugehörigen
Berechnungen mit Formeln und Maßeinheiten sind für jede Aufgabe getrennt zu
dokumentieren.
Jede Schaltung ist mit mehreren Messgeräten für Strom bzw. Spannung so aufzuzeichnen,
dass alle erfassten Messwerte gleichzeitig abgelesen werden können.
Für den Versuch sind Widerstände mit einem Nennwert zwischen 100Ω un 1500Ω zu
verwenden. Die Gesamtspannung soll zwischen 5V und 15V liegen. Sie darf zwischen den
Messungen an einer Schaltung nicht verändert werden.
Auf den Bauteilen ist ein Widerstandswert aufgedruckt oder durch Farbringe
gekennzeichnet.. Dieser Wert ist der Nennwert. Bauteile mit gleichem Nennwert können
jedoch bei der Messung unterschiedliche Widerstandswerte ergeben. Jedes Bauteil hat
seinen eigenen, festen Widerstandswert.
widerstandsschaltungen.odt
Geßler / Müller
Nov 2010
www.ces.karlsruhe.de/culm/
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Physikalisches Praktikum
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Carl-Engler-Schule Karlsruhe
BS, BK, FS
Info: Messung von Spannung, Strom und Widerstand
Für die Größen Spannung U in V (Volt), den Strom I in A (Ampere) und den
Widerstand R in Ω (Ohm) gilt immer das sog. Ohmsche Gesetz. (Es ist
eigentlich kein physikalisches Gesetz, sondern die Definition des
Widerstandes.)
R=
U
I
Mit einem Multimeter lassen sich diese Größen messen. Dabei ist jeweils auf die richtige
Schaltung und die entsprechende Einstellung der Messfunktion und des Messbereichs am
Messgerät zu achten. Vertauscht man beim Volt- bzw. Amperemeter die Anschlüsse,
wechselt das Vorzeichen des Messwerts.
Spannungsmessung (Voltmeter)
Ein Voltmeter wird immer parallel zum
Messobjekt geschaltet, an der
Schaltung selbst wird dabei nichts
verändert. Es hat einen sehr großen
Innenwiderstand (typisch 1MΩ bis
10GΩ), so dass das Messgerät die
Messung in den meisten Fällen nicht
beeinflusst.
Strommessung (Amperemeter)
Ein Amperemeter wird immer in Reihe mit dem
Messobjekt geschaltet. Durch ein Amperemeter
muss der zu messende Strom durchfließen. Dazu
muss der Stromkreis an einer Stelle geöffnet
werden. Das Amperemeter überbrückt dann diese
Öffnung. Es hat einen sehr kleinen
Innenwiderstand (typisch 1mΩ bis 10Ω), so dass
das Messgerät die Messung an kleinen,
empfindlichen Objekten beeinflussen kann.
Widerstandsmessung (Ohmmeter)
Mit einem Ohmmeter wird der
Widerstand eines von der übrigen
Schaltung getrennten Bauteils
gemessen. Das Messgerät schickt
einen Strom bestimmer Größe durch
das Messobjekt und ermittelt über die
dazu notwendige Spannung den
Widerstandswert. Ein Ohmmeter muss
also immer eine Spannungsquelle
besitzen und normalerweise eine
Schaltung zur Stabilisierung des
Messstroms. Es wird Spannung gemessen, aber der Messwert wird in Ohm angezeigt.
Der Widerstand läßt sich auch durch die separate Messung von Spannung und Strom
bestimmen.
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Geßler / Müller
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