Gesetzmäßigkeiten in verzweigten und unverzweigten Stromkreisen
8. Klasse
elektrischer Strom und elektrische Ladung
Datum:
Name: M 5
Verfasser: M.Kowalczyk
_______________Messungen in (un-)verzweigten Stromkreisen_______________
Um den Umgang mit den Messgeräten für die elektrische Stromstärke und die elektrische Spannung zu verinnerlichen, werden Messreihen aufgenommen. Bei diesen Messreihen werden mithilfe eines Amperemeters die elektrischen Stromstärken an drei Stellen eines Stromkreises gemessen und mithilfe eines Voltmeters die elektrischen Spannungen an den gleichen drei Stellen des Stromkreises gemessen.
Der Stromkreis besteht aus einer Spannungsquelle und zwei Energieumwandlern (z.B. zwei Glühbirnen). Es werden jeweils an der Spannungsquelle (Messstelle 0) und jeweils an beiden Energieumwandlern (Messstelle 1 und Messstelle 2) die Messungen durchgeführt.
Dabei gibt es zwei verschiedene Versuchsaufbauten:
I Die beiden Energieumwandler werden ohne Verzweigungen direkt hintereinander geschaltet. (Reihenschaltung – unverzweigter Stromkreis)
II Die beiden Energieumwandler werden mit Verzweigung parallel zueinander geschaltet. (Parallelschaltung – verzweigter Stromkreis)
Abb. 1: Darstellung der genutzten Stromkreise - unverzweigt (I) auf der links und verzweigten (II) rechts – und den drei Messtellen (0, 1 und 2)
Für die Messungen wurden die Amperemeter jeweils in Reihe zur Spannungsquelle (Messstelle 0) und den Energieumwandlern (Messstellen 1 und 2) und die Voltmeter parallel zur Spannungsquelle (Messstelle 0) und den Energieumwandlern (Messstellen 1 und 2) geschaltet.
In den folgenden Tabellen sind die Messwerte des Versuches aufgeführt:
Tabelle 1: Messwerte für die Stromstärke an den drei verschiedenen Messstellen in der Einheit Milliampere ( 1 mA).
Stromstärke I II
Messstelle 0 120 mA 120 mA
Messstelle 1 120 mA 80 mA
Messstelle 2 120 mA 40 mA
Tabelle 2: Messwerte für die Spannung an den drei verschiedenen Messstellen in der Einheit Volt ( 1 V).
Spannung I II
Messstelle 0 12 V 12 V
Messstelle 1 6,6 V 12 V
Messstelle 2 5,4 V 12 V
Anhand der hier aufgeführten Messreihen können „Gesetzmäßigkeiten“
(feste Regeln) für die elektrischen Kenngrößen in verzweigten und unverzweigten Stromkreisen abgeleitet werden. Dazu muss man sich jeweils die drei Messwerte einer Kenngröße in einem Stromkreis genau anschauen. Beispielsweise kann man erkennen, dass im unverzweigten Stromkreis an allen Messstellen die gleiche elektrische Stromstärke gemessen wurde.
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1 0
2
2
0
Gesetzmäßigkeiten in verzweigten und unverzweigten Stromkreisen
8. Klasse
elektrischer Strom und elektrische Ladung
Datum:
Name: M 5
Verfasser: M.Kowalczyk
Aufgaben:
1. Übernehme die Schaltpläne (I) und (II) jeweils zwei Mal in deinen Hefter!
2. Ergänze in deinen Schaltplänen (I) und (II) die Schaltzeichen für die Amperemeter an den drei Messstellen (0, 1 und 2)!
3. Ergänze in deinen Schaltplänen (I) und (II) die Schaltzeichen für die Voltmeter an den drei Messstellen (0, 1 und 2)!
4. Betrachte die Messwerte in den Tabellen ganz genau und nenne die Auffälligkeiten!
5. Schreibe mithilfe der „Satzbausteine“ Gesetzmäßigkeiten (feste Regeln) für die Messungen von elektrischen Kenngrößen (elektrische Stromstärke und elektrische Spannung) im unverzweigten und verzweigten Stromkreis in deinen Hefter!
Satzbausteine:
- … in einem verzweigten Stromkreis…
- … in einem unverzweigten Stromkreis…
- … an allen Messstellen gleich groß…
- … aller Teilstromstärken…
- … aller Teilspannungen…
- … die elektrische Spannung…
- … die elektrische Stromstärke…
- … an der Spannungsquelle…
- … entspricht der Summe…
6. Berechne die jeweils fehlenden Werte in den folgenden drei Stromkreisen! (Es wird ein kompletter Rechenweg inklusive „gegeben“, „gesucht“ und „Antwortsatz“
erwartet.)
6a)
6b)
6c)
