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Praktikum Physik
Thema:
RSB
Versuch: E2
Widerstandsgesetz
Aufgabe:
Untersuchen Sie an einem Konstantandraht, wie der elektrische Widerstand R
a) von der Länge l des Leiters und
b) von der Querschnittsfläche A des Leiters abhängt.
Vorbereitung:
1. Entwerfen Sie einen Schaltplan (Gleichspannungsquelle, Spannungsmesser,
Strommesser, Draht, Verbindungsleiter) zur experimentellen Ermittlung des
Widerstandes eines Konstantandrahtes. Als Schaltzeichen für den Draht ist der
„allgemeine Widerstand“ zu verwenden.
2. Wir nehmen an, dass durch einen Draht bei einer Spannung von 6,2 V ein Strom von
450 mA fließt. Berechnen Sie den Widerstand.
1
?
3. Was bedeuten die mathematischen Aussagen a ∼ b
bzw.
c ∼
d
4. Übernehmen Sie die Wertetabellen ins Protokoll.
a) Länge wird verändert
(A und Stoff konstant)
l in m
U in V
I in A
R in Ω
b) Querschnitt wird verändert
(l und Stoff konstant)
A in mm² U in V
I in A
0
0
1
0,07
2
0,14
3
0,21
R in Ω
Durchführung:
Da keine verschieden langen bzw. dicken Drähte zur Verfügung stehen, werden drei gleiche Konstantandrähte (l = 1 m, d = 0,3 mm) in Reihenschaltung bzw. Parallelschaltung
verwendet.
Bauen Sie für Teil a) mit einem Draht die Schaltung auf und lassen Sie die Schaltung
vom Lehrer kontrollieren. Verwenden Sie Gleichspannung, Buchsenkombination: ... - ... .
Auswertung:
1. Berechnen Sie die elektrischen Widerstände.
2. Zeichnen Sie ein R-l-Diagramm und ein R-A-Diagramm.
3. Welche mathematische Beziehung besteht zwischen dem elektrischen Widerstand und
der Länge bzw. zwischen dem elektrischen Widerstand und der Querschnittsfläche?
Erläutern Sie diese Abhängigkeiten.
Anwendung:
1. Ein Draht mit einem Widerstand von 5 Ω wird durch einen Draht doppelter Länge
ersetzt. Beide Drähte haben den gleichen Querschnitt und bestehen aus dem gleichen
Stoff. Welchen Widerstand hat der neue Draht?
2. Ein Draht mit einem Widerstand von 8 Ω wird durch einen Draht mit doppelter
Querschnittsfläche ersetzt. Beide Drähte haben die gleiche Länge und bestehen aus
dem gleichen Stoff. Welchen Widerstand hat der neue Draht?
3. Die untersuchten Zusammenhänge werden im Widerstandsgesetz zusammengefasst.
a) Was bedeutet ρ (rho) im Widerstandsgesetz?
b) Stellen Sie das Widerstandsgesetz nach ρ um.
c) Berechnen Sie ρ. Nutzen Sie dazu die Werte aus Tabelle b), letzte Zeile.
d) Vergleichen Sie den von Ihnen berechneten Wert mit dem im Tafelwerk.
Werten Sie Ihr Ergebnis.