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.
In der folgenden Tabelle sind die Messergebnisse zusammengestellt:
| \(U \text{ in V}\) | \(0{,}00\) | \(1{,}00\) | \(2{,}00\) | \(3{,}00\) | \(4{,}00\) | \(5{,}00\) | \(6{,}00\) | \(7{,}00\) | \(8{,}00\) | \(9{,}00\) | \(10{,}00\) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| \(I \text{ in A}\) | \(0{,}00\) | \(1{,}60\) | \(3{,}20\) | \(4{,}90\) | \(6{,}50\) | \(8{,}30\) | Konstantandraht (\(\varnothing \, 0{,}9 \, \rm{mm}\)) | |||||
| \(0{,}00\) | \(0{,}80\) | \(1{,}60\) | \(2{,}40\) | \(3{,}25\) | \(4{,}05\) | \(4{,}80\) | \(5{,}55\) | \(6{,}40\) | \(7{,}10\) | \(7{,}85\) | Konstantandraht (\(\varnothing \, 0{,}5 \, \rm{mm}\)) | |
| \(0{,}00\) | \(0{,}50\) | \(1{,}00\) | \(1{,}40\) | \(1{,}70\) | \(1{,}90\) | \(2{,}05\) | \(2{,}25\) | \(2{,}40\) | \(2{,}50\) | \(2{,}55\) | Eisendraht an Luft (\(\varnothing \, 0{,}45 \, \rm{mm}\)) | |
| \(0{,}00\) | \(0{,}50\) | \(1{,}00\) | \(1{,}50\) | \(2{,}00\) | \(2{,}50\) | \(3{,}00\) | \(3{,}50\) | \(3{,}90\) | \(4{,}30\) | \(4{,}65\) | Eisendraht in Wasser (\(\varnothing \, 0{,}45 \, \rm{mm}\)) | |
| \(0{,}00\) | \(0{,}50\) | \(1{,}10\) | \(1{,}90\) | \(2{,}75\) | \(3{,}60\) | \(4{,}50\) | \(5{,}80\) | \(7{,}20\) | \(9{,}00\) | Kohlestift (Bleistiftmine) |
Joachim Herz Stiftung
Aufgabe
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 aber in einem \(I\)-\(U\)-Diagramm dargestellt. Erläutere, woran du in diesem Diagramm sehr einfach erkennst, ob der Widerstandswert eines Leiters zu bzw. abnimmt.
Die Zunahme des Widerstandswertes des ungekühlten Eisendrahtes bei steigendem Strom kann auch durch das anschauliche Teilchenmodell erklärt werden. Im Teilchenmodell bewegen sich die Atomrümpfe bei steigender Temperatur stärker hin und her. Erläutere mithilfe dieses Modells, warum der Widerstandswert des ungekühlten Drahtes bei steigendem Strom größer wird.