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Aufgabe

Widerstandsbestimmung

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Ein Widerstand  \( R \ggg 10^5 \Omega \)  soll genau bestimmt werden. Zur Verfügung steht eine regelbare Stromquelle deren Spannung zwischen \(0\rm{V}\) und \(200\rm{V}\) einstellbar ist, ein Spannungsmesser (Vollausschlag \(300\rm{V}\); Innenwiderstand \(R_{iv} = 20 \rm{k} \Omega \) und ein Strommesser (Vollausschlag \( 0,2 \rm{mA}\) ; Innenwiderstand  \(R_{ia} = 200 \Omega \).

a)

Skizziere eine Schaltung mit welcher die Widerstandsbestimmung mit obigen Geräten möglich ist.

b)

Begründe ausführlich, warum du diese und keine andere - mit obigen Geräten mögliche - Schaltung verwendest.

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a)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Lösung

Es wurde die stromrichtige Schaltung gewählt.

b)

Der Spannungsabfall am Widerstand R ist wesentlich größer als der Spannungsabfall am Strommesser, da R >> Ria ist. Obwohl die Spannungsmessung bei der oben skizzierten Schaltung zwar prinzipiell falsch ist, macht man daher keinen großen Fehler.

Würde man eine spannungsrichtige Schaltung wählen (vgl. Skizze unten), würde wegen Riv ≈ R die Strommessung verfälscht (der abgelesene Stromwert weicht vom Strom durch den Widerstand deutlich ab).

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Komplexere Schaltkreise