Widerstand & spez. Widerstand

Elektrizitätslehre

Widerstand & spez. Widerstand

  • Warum springt bei zu vielen Verbrauchern die Sicherung heraus?
  • Haben Batterien auch einen Widerstand?
  • Warum springt im Winter manchmal das Auto nicht an?

Widerstand & spez. Widerstand - Downloads

ohmsches Gesetz
Das Tafelbild kann für ein besseres Verständnis im Bereich des „Ohmschen Gesetzes“ eingesetzt werden. Es wird zunächst der Zusammenhang zwischen Stromstärke und Spannung betrachtet. Anschließend wird dieser Zusammenhang mit einem Schülerexperiment untersucht und somit das Ohmsche Gesetz hergeleitet. Abschließend wird mittels einer kleinen Berechnung das erlernte Wissen gefestigt.
Downloads:
Didaktische Hinweise
Für die Arbeit mit dem Tafelbild sollte Vorwissen zur Stromstärke und Spannung vorhanden sein.
 
Das Tafelbild ist für eine 45-minütige Unterrichtsstunde konzipiert und deckt besonders die Erarbeitungsphase und Ergebnissicherung ab.
 
Zur Durchführung des Lehrerdemonstrationsexperimentes auf S. 5 (Glühlampe) wird ein Visualizer (z.B. Dokumentencamera ActiView von Promethean oder Webcam) benötigt.
 
Zur Auswertung der Messwerte in einer Messwerttabelle wird Excel benötigt.



Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser




Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.
Widerstandsgesetz
Das Tafelbild kann für ein besseres Verständnis im Bereich des „elektrischen Widerstands eines elektrischen Leiters“ eingesetzt werden. Es wird zunächst geklärt, von welchen Größen der elektrische Widerstand abhängt. Im Nachgang wird ein interaktives Experiment durchgeführt, welches die vorherigen Überlegungen vertieft und bestätigt. Abschließend kann mit einer Aufgabe rechnerisch dieses Phänomen gefestigt werden.
Downloads:
Didaktische Hinweise
Für die Arbeit mit dem Tafelbild sollte Vorwissen zur Stromstärke und Spannung vorhanden sein.
 
Das Tafelbild ist für eine 45-minütige Unterrichtsstunde konzipiert und deckt besonders die Erarbeitungsphase und Ergebnissicherung ab.
 
Zur Anwendung der interaktiven Simulation zum spezifischen Widerstand (S. 8) wird eine Internetverbindung benötigt.

Die exakte Handhabe mit den einzelnen Funktionen ist dem Notizenbrowser zu entnehmen. Es empfiehlt sich, sich im Vorfeld der UR-Stunde eingehend mit den verwendeten Funktionen auseinander zu setzen.

Notizenbrowser




Bitte beachten Sie, dass die Folien für Smart Notebook ein etwas anderes Bedienkonzept haben. Eine Erklärung befindet sich in der Download-Datei.

Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von:

PhET Interactive Simulations
University of Colorado Boulder
https://phet.colorado.edu

Informationen zur Verwendungsmöglichkeiten der Simulationen findest du unter:

https://phet.colorado.edu/de/licensing

Didaktische Hinweise
Untersuche, wie sich der Strom durch den Widerstand ändert, wenn du die Batteriespannung änderst. Kann es sein, dass Strom und Widerstand konstant bleiben? Untersuche, wie sich die Stromstärke und die Batteriespannung verändern, wenn du den Wert der Widerstands änderst. Kann es sein, dass Strom und Spannung konstant bleiben?
 
 
 
 
©  W. Fendt 1997
HTML5-Canvas nicht unterstützt!

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.

Wir danken Herrn Walter Fendt für die Erlaubnis, diese HTML5/Javascript-Simulation auf LEIFIphysik zu nutzen.

Downloads:
Die Gleichung\[\color{Red}{{I}} = {{G}} \cdot {{U}}\]ist bereits nach \(\color{Red}{{I}}\) aufgelöst. Du brauchst also keine Umformungen durchzuführen.
Um die Gleichung\[{{I}} = \color{Red}{{G}} \cdot {{U}}\]nach \(\color{Red}{{G}}\) aufzulösen, musst du drei Umformungen durchführen:


Vertausche die beiden Seiten der Gleichung.
\[\color{Red}{{G}} \cdot {{U}} = {{I}}\]
Dividiere beide Seiten der Gleichung durch \({{U}}\). Schreibe diese Division aber nicht mit dem Divisionszeichen (:), sondern als Bruch, in dem \({{U}}\) im Nenner steht.
\[\frac{\color{Red}{{G}} \cdot {{U}}}{{{U}}} = \frac{{{I}}}{{{U}}}\]
Kürze den Bruch auf der linken Seite der Gleichung durch \({{U}}\).\[\color{Red}{{G}} = \frac{{{I}}}{{{U}}}\]Die Gleichung ist nach \(\color{Red}{{G}}\) aufgelöst.
Um die Gleichung\[{{I}} = {{G}} \cdot \color{Red}{{U}}\]nach \(\color{Red}{{U}}\) aufzulösen, musst du drei Umformungen durchführen:


Vertausche die beiden Seiten der Gleichung.
\[{{G}} \cdot \color{Red}{{U}} = {{I}}\]
Dividiere beide Seiten der Gleichung durch \({{G}}\). Schreibe diese Division aber nicht mit dem Divisionszeichen (:), sondern als Bruch, in dem \({{G}}\) im Nenner steht.
\[\frac{{{G}} \cdot \color{Red}{{U}}}{{{G}}} = \frac{{{I}}}{{{G}}}\]
Kürze den Bruch auf der linken Seite der Gleichung durch \({{G}}\).\[\color{Red}{{U}} = \frac{{{I}}}{{{G}}}\]Die Gleichung ist nach \(\color{Red}{{U}}\) aufgelöst.

Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel \(I = G \cdot U\) nach den drei in der Formel auftretenden Größen.

Die Gleichung\[\color{Red}{{U}} = {{R}} \cdot {{I}}\]ist bereits nach \(\color{Red}{{U}}\) aufgelöst. Du brauchst also keine Umformungen durchzuführen.
Um die Gleichung\[{{U}} = \color{Red}{{R}} \cdot {{I}}\]nach \(\color{Red}{{R}}\) aufzulösen, musst du drei Umformungen durchführen:


Vertausche die beiden Seiten der Gleichung.
\[\color{Red}{{R}} \cdot {{I}} = {{U}}\]
Dividiere beide Seiten der Gleichung durch \({{I}}\). Schreibe diese Division aber nicht mit dem Divisionszeichen (:), sondern als Bruch, in dem \({{I}}\) im Nenner steht.
\[\frac{\color{Red}{{R}} \cdot {{I}}}{{{I}}} = \frac{{{U}}}{{{I}}}\]
Kürze den Bruch auf der linken Seite der Gleichung durch \({{I}}\).\[\color{Red}{{R}} = \frac{{{U}}}{{{I}}}\]Die Gleichung ist nach \(\color{Red}{{R}}\) aufgelöst.
Um die Gleichung\[{{U}} = {{R}} \cdot \color{Red}{{I}}\]nach \(\color{Red}{{I}}\) aufzulösen, musst du drei Umformungen durchführen:


Vertausche die beiden Seiten der Gleichung.
\[{{R}} \cdot \color{Red}{{I}} = {{U}}\]
Dividiere beide Seiten der Gleichung durch \({{R}}\). Schreibe diese Division aber nicht mit dem Divisionszeichen (:), sondern als Bruch, in dem \({{R}}\) im Nenner steht.
\[\frac{{{R}} \cdot \color{Red}{{I}}}{{{R}}} = \frac{{{U}}}{{{R}}}\]
Kürze den Bruch auf der linken Seite der Gleichung durch \({{R}}\).\[\color{Red}{{I}} = \frac{{{U}}}{{{R}}}\]Die Gleichung ist nach \(\color{Red}{{I}}\) aufgelöst.

Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel für das OHMsche Gesetz nach den drei in der Formel auftretenden Größen.

Die Animation verdeutlicht die Abhängigkeit des Widerstandes eines Drahtes von dessen Querschnittsfläche.

Die Animation verdeutlicht die Abhängigkeit des Widerstandes eines Drahtes von dessen Länge.

Die Animation zeigt die Veränderung der Spannung \(U_x\) in Abhängigkeit von der Strecke \(x\).

Die Animation zeigt eine Schaltung mit einer elektrischen Quelle und einem Potentiometer.

Downloads:

Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von:

PhET Interactive Simulations
University of Colorado Boulder
https://phet.colorado.edu

Informationen zur Verwendungsmöglichkeiten der Simulationen findest du unter:

https://phet.colorado.edu/de/licensing

Didaktische Hinweise
Beobachte, welche Parameter eines Widerstandes in diesem Modell variabel sind. Untersuche, wie jeder Parameter den Widerstand beeinflusst. Erkläre dieses Verhalten.
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