Datum: Klasse: 8___ 8. Klasse elektrischer Strom und elektrische Ladung Name: Hausaufgabe (Pflicht)

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Grundlagen der Mechanik

8. Klasse

elektrischer Strom und elektrische Ladung

Name:

Datum: Klasse: 8___

Hausaufgabe (Pflicht)

Verfasser: M. Kowalczyk

Die nachfolgenden Aufgaben sollen deinen Lernstand in Bezug zur Elektrizität und den zugrundeliegenden physikalischen Größen überprüfen. Bitte achte auf die jeweiligen Operatoren und nutze deine Formelsammlung.

Aufgabe 1:

a) Gib bei allen Aussagen an, ob diese richtig oder falsch sind! (Setze ein Kreuz in die

entsprechende Spalte!) __/10 Pkt

richtig falsch

Die Basiseinheit der Ladung ist das Courtois (1 Co).

Ein Elektron ist ein einfach elektrisch negativ geladenes Teilchen, mit dem Betrag der Ladung von: 𝑒 = 1,602 ∙ 10⁻¹⁹ 𝐶.

Da ein Proton ein einfach elektrisch positiv geladenes Teilchen ist, muss der Betrag seiner Ladung mit dem des Elektrons identisch sein.

Will man an einem Motor in einem elektrischen Stromkreis die elektrische Spannung messen, muss man das Amperemeter in Reihe zum Motor schalten.

Die Stromstärke in einem Bauteil ist höher, je mehr Elektronen sich pro Sekunde durch dieses Bauteil bewegen.

Sollen in einem elektrischen Stromkreis an allen Bauteilen die gleichen Spannungen anliegen, muss man die Bauteile unbedingt parallel zueinander schalten.

Parallelschaltungen kann man daran erkennen, dass es mehrere (mindestens zwei) Leitungsverzweigungen bzw. Abzweigungen von Leitungen gibt, deshalb nennt man Parallelschaltungen auch verzweigte Stromkreise.

Ein Gerät mit einer Betriebsspannung von 230 Volt funktioniert besser, wenn man eine Spannung von 2,3 Kilovolt anlegt.

Wenn man umgangssprachlich sagen würde, dass Elektronen in einem elektrischen Stromkreis sehr antriebslos sind, ist fachsprachlich gemeint, dass die elektrische Spannung gering ist.

Mit einem Multimeter ist es nicht möglich gleichzeitig die elektrische Spannung und die elektrische Stromstärke eines Bauteils zu messen, da das Messgerät für die jeweilige Messung unterschiedlich zum Bauteil geschaltet sein muss.

b) Korrigiere die falschen Aussagen unter 1a), indem du je einen kompletten fachlich korrekten Satz zur jeweiligen Aussage notierst! __/8 Pkt _____________________________________________________________________

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Aufgabe 2: Berechnungen zu elektrischen Kenngrößen

Nachfolgend sind verschiedene elektrische Stromkreise dargestellt. An verschiedenen Stellen dieser Schaltungen wurden die elektrische Stromstärke und/oder die elektrische Spannung gemessen, wobei einige Messwerte fehlen

a) Ergänze alle bekannten Werte in der ersten Messwerttabelle! (Hinweis: Zuerst sollen nur die Werte aus den Abbildungen an die korrekte Stelle der Tabelle eingetragen werden.)

__/5 Pkt b) Berechne die jeweils fehlenden Messwerte in den elektrischen Stromkreisen!

(Hinweis: Beachte die unterschiedlichen Einheiten. Vor deiner Rechnung solltest du die Werte für eine Kenngröße auf die gleiche Einheit bringen.

Bsp.: 𝐼₁= 870 𝑚𝐴 𝐼₂= 1,2 𝐴  𝐼₁= 0,87 𝐴 𝐼₂= 1,2 𝐴 ) __/15 Pkt c) Trage deine Ergebnisse in die die erste Messwerttabelle ein! __/4 Pkt

Messwerttabelle 1: Messwerte für die elektrische Spannung (U) und die elektrische Stromstärke (I) in verschiedenen elektrischen Stromkreisen (I bis IV) an den jeweiligen Messstellen (0 bis 3)

0 1 2 3

I

𝑼_𝟎= 𝑼_𝟏= 𝑼_𝟐= 𝟏𝟎 𝑽 𝑼_𝟑= 𝑰𝟎= 𝑰𝟏= 𝟖𝟕𝟎 𝒎𝑨 𝑰𝟐= 𝑰𝟑=

II

𝑼_𝟎= 𝟏𝟐 𝑽 𝑼_𝟏= 𝑼_𝟐= 𝑼_𝟑= 𝟐 𝑽 𝑰𝟎= 𝟑 𝑨 𝑰𝟏= 𝑰𝟐= 𝑰𝟑=

III

𝑼_𝟎= 𝟏𝟎 𝑽 𝑼_𝟏= 𝑼_𝟐= 𝟑 𝑽 𝑼_𝟑=

𝑰𝟎= 𝑰𝟏= 𝑰𝟐= 𝑰𝟑=

Schaltung I:

Schaltung II:

Schaltung III:

𝐼0= 3 𝐴 ; 𝑈0= 12 𝑉

𝐼₁= ? ? ? ; 𝑈₁= ? ? ? 𝐼₃= ? ? ? ; 𝑈₃= 2 𝑉

𝐼₂= ? ? ? ; 𝑈₂= 3 𝑉 Messstelle

Schaltung

𝐼₀= ? ? ? ; 𝑈₀= ? ? ? 𝐼₁= 870 𝑚𝐴 ; 𝑈₁= ? ? ?

𝐼2= 1,2 𝐴 ; 𝑈2= 10 𝑉

𝐼3= 0,93 𝐴 ; 𝑈₃= 10 𝑉

𝐼₀= 2 𝐴 ; 𝑈₀= 10 𝑉

𝐼3= ? ? ? ; 𝑈3= ? ? ?

𝐼₁= 450 𝑚𝐴 ; 𝑈₁= ? ? ?

𝐼2= ? ? ? ; 𝑈₂= 3 𝑉

Die Berechnungen zu den fehlenden Messwerten sind pro Schaltung mit vollständigem Lösungsweg anzu- geben.

Die Berechnungen zur dritten

Schaltung werden als Zusatzpunkte

gewertet.

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Aufgabe 3: graphische Auswertung zweier Messreihen

Während einer Versuchsreihe an unterschiedlichen Bauteilen ist ein Bauteil besonders aufgefallen. Mithilfe der entsprechenden Messgeräte wurden dann folgende Messwerte aufgenommen.

elektrische Stromstärke am Bauteil

elektrische Spannung am Bauteil

0,5 A 1 V

1,0 A 2 V

1,5 A 3 V

2,0 A 4 V

2,5 A 5 V

3,0 A 6 V

3,5 A 7 V

4,0 A 8 V

a) Zeichne ein Koordinatensystem zur Darstellung der elektrischen Spannung in Abhängigkeit zur elektrischen Stromstärke! (Hinweis: Die elektrische Stromstärke gehört

auf die X-Achse.) __/3 Pkt

b) Trage die Messwerte in das Koordinatensystem ein! __/2 Pkt c) Zeichne eine Ausgleichsgerade! __/1 Pkt d) Benenne die mathematische Funktion, die zu diesem Graphen passt! __/2 Pkt

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Note 1 2 3 4 5 6

notwendige

Punktzahl

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Hausaufgabe (Pflicht)

Die Berechnungen zu den fehlenden Messwerten sind pro Schaltung mit vollständigem Lösungsweg anzu- geben.

Die Berechnungen zur dritten

Schaltung werden als Zusatzpunkte

gewertet.

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48 40 30 23 8

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