Diese Simulation zeigt einen einfachen Stromkreis mit einem Widerstand. Zusätzlich sind Messgeräte für die Spannung (parallel zum Widerstand) und für die Stromstärke (in Serie zum Widerstand) vorhanden.
Die beiden Auswahlfelder dienen der Einstellung der Messbereiche. Erscheint die Warnung "Messbereich überschritten!", so muss hier ein weniger empfindlicher Bereich eingestellt werden. Mit Hilfe der vier Schaltknöpfe lassen sich Widerstand und Spannung verändern. Unten rechts werden die jeweiligen Messwerte für Spannung (U ) und Stromstärke (I ) angezeigt.
Wir danken Herrn Walter Fendt für die Erlaubnis, diese HTML5/Javascript-Animation auf LEIFIphysik zu nutzen.
Aufgabe 1
Aufgabe
Untersuche, welche der beiden Größen (\(U\) bzw. \(I\)) korrekt (in Bezug auf die Widerstandsermittlung) und welche falsch gemessen wird.
Aufgabe 2
Aufgabe
Erläutere, wie man experimentell testen könnte, ob die Falschmessung der einen Größe einen nennenswerten Einfluss auf die Messung des Widerstands hat.
Aufgabe 3
Aufgabe
Fülle mit Hilfe der Simulation die folgenden Tabellen aus.
\(R_1 = 200\Omega\)
\(U\;\rm{in\;V}\) | 0,0 | 2,0 | 4,0 | 6,0 | 8,0 | 10 |
---|---|---|---|---|---|---|
\(I\;\rm{in\;mA}\) |
\(R_2 = 300\Omega\)
\(U\;\rm{in\;V}\) | 0,0 | 2,0 | 4,0 | 6,0 | 8,0 | 10 |
---|---|---|---|---|---|---|
\(I\;\rm{in\;mA}\) |
Aufgabe 4
Aufgabe
Für einen Kohlestift wurde die folgende Tabelle aufgenommen:
\(U\;\rm{in\;V}\) | \(0,0\) | \(2,0\) | \(4,0\) | \(6,0\) | \(8,0\) | \(10\) |
---|---|---|---|---|---|---|
\(I\;\rm{in\;mA}\) | \(0,0\) | \(2,5\) | \(5,0\) | \(9,0\) | \(16\) | \(28\) |
Fertige ein \(U\)-\(I\)-Diagramm an und zeichne die Kennlinien der drei Leiter (\(R_1\), \(R_2\) und Kohlestift).
Aufgabe 5
Aufgabe
Formuliere eine Je-Desto-Aussage zwischen der Steigung der Kennlinie im \(U\)-\(I\)-Diagramm und dem Widerstand eines Leiters.
Charakterisiere den Kennlinienverlauf und die Widerstandsänderung des Kohlestiftes mit zwei Sätzen.
Erläutere, warum man den Kohlestift manchmal auch als Heißleiter bezeichnet.
Trage in das Diagramm qualitativ auch die Kennlinie eines Kaltleiters ein und recherchiere, welches Material z.B. ein Kaltleiter ist.