Zur Messtechnik :
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Elektronik Seite : 1 Aufgaben zum Messen und zu Widerständen Zur Messtechnik : 1. Wie muss das Messgerät eingestellt werden, wenn man Gleich-Strom messen möchte? Anschlüsse in die Buchsen Com und mA, Wählschalter auf mA 2. Wie muss das Messgerät eingestellt werden, wenn man Gleich-Spannung messen möchte? Anschlüsse in die Buchsen Com und V, Wählschalter auf V Gleichspannung 3. Wir haben einen einfachen Stromkreis mit einer Spannungsquelle und einer Leuchtdiode (LED) und einem Widerstand R a. Wie schaltet man den Strommesser in den Stromkreis? Ergänze die Schaltung rechts. Es ist egal, wo man den Strommesser in den Stromkreis schaltet. Es wird immer die gleiche Stromstärke gemessen. Die Stromstärke ist im unverzweigten Stromkreis überall gleich groß. b. Wie schaltet man einen Spannungsmesser in den Stromkreis, der die Spannung an der LED messen soll. Ergänze die Schaltung rechts durch einen Spannungsmesser. Der Spannungsmesser wird parallel geschaltet. 4. Wie kann man den Widerstandswert eines brennenden Lämpchens messen? Wir messen die Stromstärke I und die Spannung U am Lämpchen und berechnen den Widerstand nach dem U R Ohmschen Gesetz U = R·I I Zum ohmschen Gesetz : U R I 1. Wie lautet das ohmsche Gesetz ? 2. Durch ein Lämpchen, das an eine Spannung von 4 V angeschlossen ist, fließt ein Strom von 40 mA. Wie groß ist der Widerstand des Lämpchens ? U 4V R 100 I 0, 04 A Welche Spannung wird man an einem Lämpchen messen, wenn es einen Widerstand von 50W hat und ein Strom von 80 mA fließt. U R I 50 0, 08 A 4V Ein Lämpchen wird an eine 4,5 Volt – Batterie angeschlossen. Es hat einen Widerstand von 90W. Welche Stromstärke wird man messen können ? U 4,5V I 0, 05 A 50mA R 90 3. 4. Elektronik Seite : Aufgaben zum Messen und zu Widerständen Zur Reihenschaltung von Widerständen: 1. 2. 3. 4. 5. Was können die Messgeräte M1 bis M4 in der nebenstehenden Schaltskizze messen ? Sie messen Stromstärke Welches Messgerät zeigt den größten Wert ? Sie messen alle die gleiche Stromstärke Was kann man über die Stromstärke, die an verschiedenen Stellen des unverzweigten Stromkreises gemessen werden, sagen ? Sie ist überall gleich groß Zeichne vier Spannungsmesser ein, die Jeweils die Spannung an La1, La2, La3 und die Gesamtspannung messen. Was kann man über die Spannungen im unverzweigten Stromkreis sagen? Die Summe der Teilspannungen ist die Gesamtspannung. Ug=U1+U2+U3 6. Was kann man über die Widerstände im unverzweigten Stromkreis sagen? Der Ersatzwiderstand ist gleich der Summe der Einzelwiderstände Rg=R1+R2+R3 . Der Ersatzwiderstand bestimmt die Stromstärke im unverzweigten Stromkreis: U U RI I Rg 7. Zwei Widerstände von 2 kW und 9 kW werden in Reihe an eine Spannung von 10V angeschlossen. a. Zeichne ein Schaltbild. b. An welchem Widerstand messen wir die größere Spannung ? Am größeren Widerstand messen wir die größere Spannung. In diesem Fall ist am 9kΩ – Widerstand die größere Spannung zu messen c. Wie groß ist die Stromstärke, die durch die Widerstände fließt? Der Gesamtwiderstand bestimmt die Stromstärke. Er ist die Summe der Einzelwiderstände, hier also Rg=2kΩ+9kΩ=11kΩ und U 10V U RI I 9 104 A 0,9 mA Rg 11000 d. Wie groß ist die Spannung, die wir am kleinen bzw. am großen Widerstand messen können? Die Spannungen teilen sich im gleichen Verhältnis wie die Widerstände, U R R 1k also 1 1 U1 U g 1 10V 0,91V oder wir benutzen das Ergebnis U g Rg Rg 11k von c) und Rechnen U=R1·I=1000Ω·0,0009A=0,9V 2 Elektronik Seite : 3 Aufgaben zum Messen und zu Widerständen 8. Ein lichtempfindlicher Widerstand (LDR) hat bei Helligkeit einen Wert von 500W und bei Dunkelheit einen Wert von 10 k W. Er wird mit einem festen Widerstand R in Reihe geschaltet und an eine Spannungsquelle von 12 V angeschlossen. Bei heller Beleuchtung soll am LDR eine Spannung von 0,5 V gemessen werden. a. Wie ist R zu wählen ? b. Wie groß ist dann die Spannung am LDR, wenn es dunkel ist ? U1 R1 R1 11,5V 11,5V R1 500 11500 U 2 R2 0,5V 500 0,5V Bei Dunkelheit Rg R1 R2 11500 10000 21500 U 12V 0, 00056 A R 21500 U 2 R2 I 10000 0, 00056 A 5, 6V I 9. Ein NTC (wärmeempfindlicher Widerstand) hat bei 20° C einen Widerstand von 2 kW und bei 30° C einen Widerstand von 1,8 kW . Er ist mit einem Widerstand von 10 kW in Reihe geschaltet und an 12 V angeschlossen. a. Wie groß ist die Spannung am NTC bei 20°C und bei 30°C ? Gesamtwiderstand bei 20° : Rg R1 R2 2k 10k 12k Die U1 R1 R 2k U1 U g 1 12V 2V U g Rg Rg 12k Führen wir die gleiche Rechnung für die Temperatur 30° durch, so erhalten wir : Rg R1 R2 1,8k 10k 11,8k und Spannungsberechnung führt auf : b. U1 R1 R 1,8k U1 U g 1 12V 1,83V U g Rg Rg 11,8k In welchem Bereich ändert sich die Spannung ? Die Rechnung in a) zeigt, dass sich die Spannung im Bereich von 1,83 V bis 2V ändert. Die Spannungsänderung ist in diesem Fall wesentlich geringer als im Fall des LDR in Aufgabe 8.
