ist das überarbeitete Protokoll. - mit Physik in der E

Physik-Protokoll vom 18.03.2013
Kurs: E-Phase A42, 2. Semester
Lehrer: Herr Winkowski
Protokollantin: Sarah-Michelle Hatton
Zeit: Montag, 18.03.2013, 3.Block
Themen: Parallelschaltung und Reihenschaltung von Widerständen
1. Anwesenheitskontrolle
2. Auswertung der Versuche von der vorherigen Woche:
Parallelschaltung von Widerständen
Richtung des
Stromflusses:
Netzgerät
U = 12V
+
Widerstand 1
I1
Hier wird
der Strom
wieder
zusammen
geführt =
Igesamt
R1
A1
R2
A2
Hier teilt
sich der
Strom
auf
Widerstand 2
Stromstärkenmessgeräte
I2
1
Verschiedene Widerstandskombinationen:
- a) und b) sind die gegebene Werte (die jeweils eingebauten widerstände für R1 undR2)
- c) und d) sind die gemessenen Werte (Cave!: evtl. Messfehler)
- e), f) und g) werden ausgerechnet ( *Formeln für Parallelschaltung und Rechenwege siehe unten)
Nr.
a)R1/Ω
b)R2/Ω
c)I1/mA
d)I2/mA
e)Ig/mA
f)Rg=
g)Rg/Ω
1
2
3
4
5
6
100Ω
33Ω
33Ω
330Ω
33Ω
100Ω
100Ω
100Ω
330Ω
1kΩ
10kΩ
10kΩ
130mA
580mA
600mA
0,035mA
600mA
210mA
220mA
210mA
0,035mA
11,4mA
1,08mA
1,1mA
350mA
790mA
600,035mA
11,435mA
601,08mA
211,1mA
U∕Ig/Ω
34,29Ω
15,19Ω
20Ω
1049,41Ω
19,96Ω
56,85Ω
50Ω
24,8Ω
3,27Ω
248,12Ω
248,12Ω
909,1Ω
 *Formeln zur Parallelschaltung:
1. Formel: I1/I2 = R2/R1
Ein Widerstand hemmt den Stromkreislauf. Daher hat ein kleiner Widerstand einen größeren Stromfluss als der
parallel geschaltete, größere Widerstand.
Also: kleiner Widerstand = großer Strom
großer Widerstand = kleiner Strom
2. Formel: 1/Rg = 1/R1 + 1/R2
z.B. R1 = 33Ω ; R2 = 100Ω
-> 1/Rg = 1/33Ω + 1/ 100Ω
│Hauptnenner suchen
1/Rg = 100/3300Ω + 33/3300Ω │Kehrwert
Rg = 3300Ω/133
Rg = 24,8 Ω
Der Taschenrechner kann
diese Formel auch ohne
Hauptnenner ausrechnen.
Einfach so eingeben:
1 ÷ 33 + 1 ÷ 100 = 1/x
→24,8
 Rechenweg für e):
Ig = I1 + I2
Ig = 130mA + 220mA
Ig = 350mA
 Rechenweg für f):
Rg = U/I in Ω = V/A (siehe ohmsches Gesetz!)
Ω = V/A
Ω = 12V/ 350mA
Ω = 12V/ 0,35A
Ω = 34,29
(350mA:1000 = 0,35A)
2
3. online Animationen:
->Vergleich eines elektrischen Stromkreislaufs und Wasserkreislaufs
Die Animation und Erläuterung zu dem Verglich sind auf
http://nibis.ni.schule.de/~ursula/Physik/ELehre/Wasserkreislauf.htm zu sehen.
->Woraus besteht ein elektrischer Stromkreis? Am Beispiel einer Heizung
Die Animation und Erläuterung sind auf
http://www.swm.de/dms/swm/multimedia/lernspiele/lernspiel-elektronen.swf zu finden.
4. Versuch:
Reihenschaltung von Widerständen
Netzgerät
Richtung des
Stromflusses:
Ug = 12 V
-
+
Widerstand 1
Widerstand 1
I=
A
Widerstand 1
Widerstand 2
Widerstand 1
Stromstärken
messgerät:
Hier wird die
gesamte
Stromstärke
gemessen.
R1
Hier wird die
Spannung des
ersten
Widerstands
gemessen.
V = U1
R2
Spannungsmessgeräte
3
V = U2
Hier wird die
Spannung des
zweiten
Widerstands
gemessen.
Verschiedene Widerstandskombinationen:
- a) und b) sind die gegebene Werte (die jeweils eingebauten widerstände für R1 undR2)
- c), d) und e) sind die gemessenen Werte (Cave!: evtl. Messfehler)
- g) und h) werden ausgerechnet (*Rechenweg siehe unten)
Nr.
a)R1/Ω
b)R2/Ω
c)U1/V
d)U2/V
e)Ig/mA
f)Ug=U1+U2/V
g)Rg=R1+R2/Ω
h)Ig=Ug/Rg/mA
1
2
3
4
5
6
100Ω
33Ω
33Ω
330Ω
33Ω
100Ω
100Ω
100Ω
330Ω
1kΩ
10kΩ
10kΩ
5V
2,8V
1V
2,8V
0,04V
0,12V
4,8V
7,9V
9,9V
8,25V
11,4V
11,4V
41,2mA
200mA
124mA
90mA
80mA
80mA
9,8V
10,7V
10,9V
11,05V
11,44V
11,52V
200Ω
133Ω
363Ω
1330Ω
10033Ω
10100Ω
49mA
80,45mA
30,03mA
8,31mA
1,14mA
1,14mA
*
 Rechenweg für g):
Rg = R1 + R2
Rg = 33Ω + 100Ω
Rg = 133Ω
 Rechenweg für h):
Ig = Ug/Rg/mA (siehe ohmsches Gesetz!)
Ig = 9,8V : 200Ω
Ig = 0,049A
(∙1000)
Ig = 49mA
4