Ph 10

Versuch

Widerstandskennlinien


Es wird untersucht, wie sich der Strom I durch verschiedene Leiter verändert, wenn man die an dem Leiter liegende Spannung U variiert. Die Leiter wurden so ausgewählt, dass man während der Aufnahme der Kennlinien, den Messbereich des Strom- und Spannungsmessers nicht ändern musste.


Kennlinienaufnahme des wassergekühlten Eisendrahtes


spannungsrichtige Messung



Kennlinienaufnahme des Kohlestifts

 

In der folgenden Tabelle sind die Messergebnisse zusammengestellt:

U in V
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,0
  
I in A
0,00
1,60
3,20
4,90
6,50
8,30
          

Konstantandraht
Durchmesser 0,9 mm
0,00
0,80
1,60
2,40
3,25
4,05
4,80
5,55
6,40
7,10
7,85

Konstantandraht
Durchmesser 0,5 mm
0,00
0,50
1,00
1,40
1,70
1,90
2,05
2,25
2,40
2,50
2,55

Eisendraht an Luft
Durchmesser 0,45mm
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
3,90
4,30
4,65

Eisendraht in Wasser
Durchmesser 0,45 mm
0,00
0,50
1,10
1,90
2,75
3,60
4,50
5,80
7,20
9,00
  

Kohlestift (Bleistiftmine)

Aufgaben:
a)
  • Welche Testleiter gehorchen bei dem durchgeführten Experiment dem Gesetz von Ohm?
  • Wie erkennt man dies am Diagramm?
  • Wie erkennt man dies aus der Messwertstabelle?
b)

Oben wurde das Versuchsergebnis in einem U-I-Diagramm dargestellt, da die unabhängige Variable bei diesem Versuch die elektrische Spannung war.
Oft sieht man die Kennlinien in einem I-U-Diagramm dargestellt. Woran erkennt man in diesem Diagramm sehr einfach, ob der Widerstandswert eines Leiters zu bzw. abnimmt?
c)

Die Zunahme des Widerstandswertes des ungekühlten Eisendrahtes mit dem Strom kann durch ein einfaches anschauliches Modell erklärt werden. Schaue dir dazu das schöne Applet vom Gymnasium Ibbenbüren an und ändern sie bei dem "Computer-Versuch" die Temperatur. Erläutere dieses Modell kurz.
d) Was kann man über die Allgemeingültigkeit des in Teilaufgabe c) entwickelten Modells sagen. Betrachte dazu die Kennlinie des Kohlestifts.