• Stromstärkemessung Reihe-und Parallel
  • Felix Lehmann
  • 30.06.2020
  • Allgemeine Hochschulreife
  • Physik
  • 7, 8, 9
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Hinweis zum Einsatz im Unterricht

EX­PE­RI­MENT: DIE ELEK­TRI­SCHE STROM­STÄR­KE

Manch­mal hört man im All­tag Sätze wie: Die LED ver­braucht doch nur wenig Strom. Ist diese Aus­sa­ge ver­tret­bar? Wird elek­tri­scher Strom also ver­braucht? Heute wirst du mit zwei Ex­pe­ri­men­ten den Strom, ge­nau­er: die elek­tri­sche Strom­stär­ke, un­ter­su­chen.

A) Rei­hen­schal­tung

Hy­po­the­se

Eine Hy­po­the­se muss über­prüf­bar sein. Bei­spiel: Die De­cken­lam­pen in die­sem Raum sind jetzt ge­ra­de ein­ge­schal­tet.
=> wahr oder falsch?

Wis­sen­schaft­ler über­le­gen sich VOR einem Ex­pe­ri­ment, was am Ende ei­gent­lich her­aus­kom­men soll. Dazu stel­len sie Hy­po­the­sen, also ex­pe­ri­men­tell über­prüf­ba­re Ver­mu­tun­gen, auf.

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Hy­po­the­sen

In einer Rei­hen­schal­tung zei­gen die Strom­stär­ke­mess­ge­rä­te
I1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1 und I2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_2 Werte an.
I1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1 und I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_3 Werte an.
I2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_2 und I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_3 Werte an.

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Durch­füh­rung
  • Baue die Schal­tung nach dem Schalt­plan auf. Span­nungs­quel­le bleibt aus­ge­schal­tet!
  • Lass die Schal­tung von der Lehr­kraft ab­neh­men.
  • Nimm meh­re­re Mess­wer­te auf, indem du die Span­nung va­ri­ierst.

Strom­stär­ke I1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1

Strom­stär­ke I2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_2

Strom­stär­ke I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_3

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Aus­wer­tung Ver­glei­che die Mess­wer­te an den un­ter­schied­li­chen Stel­len im Strom­kreis. Wur­den deine Hy­po­the­sen be­stä­tig­t oder wi­der­leg­t?
Lösung3
Die Strom­stär­ken sind an allen Stel­len im Strom­kreis gleich groß. I1=I2=I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1 = I_2 = I_3
Die Hy­po­the­sen wur­den be­stä­tig­t.
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Merk­satz: Ver­voll­stän­di­ge den Merk­statz zur elek­tri­schen Strom­stär­ke in einer Rei­hen­schal­tung.

Die elek­tri­sche in einer Rei­hen­schal­tung ist . \gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \quad Es gilt  I1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \ I_1 I2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_2 I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_3

B) Par­al­lel­schal­tung

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Hy­po­the­sen

In einer Par­al­lel­schal­tung zei­gen die Strom­stär­ke­mess­ge­rä­te
I1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1 und I2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_2 Werte an.
I1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1 und I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_3 Werte an.
I2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_2 und I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_3 Werte an.

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Durch­füh­rung
  • Baue die Schal­tung nach dem Schalt­plan auf. Span­nungs­quel­le bleibt aus­ge­schal­tet!
  • Lass die Schal­tung von der Lehr­kraft ab­neh­men.
  • Nimm meh­re­re Mess­wer­te auf, indem du die Span­nung va­ri­ierst.

Strom­stär­ke I1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1

Strom­stär­ke I2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_2

Strom­stär­ke I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_3

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Aus­wer­tung Ver­glei­che die Mess­wer­te an den un­ter­schied­li­chen Stel­len im Strom­kreis. Wur­den deine Hy­po­the­sen be­stä­tig­t oder wi­der­leg­t?
Lösung7
(\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} (Die elek­tri­schen Strom­stär­ken I1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1 und I2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_2 sind immer gleich groß)\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} ), aber sie un­ter­schei­den sich von I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_3.
Die Summe von I1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1 und I2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_2 er­gibt un­ge­fähr I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_3. I1+I2I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \quad I_1 + I_2 \approx I_3 \quad Die Hy­po­the­sen wur­den be­stä­tig­t.
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Merk­satz: No­tie­re zwei Merk­sät­ze zur elek­tri­schen Strom­stär­ke in einer Par­al­lel­schal­tung.
Ver­wen­de fol­gen­de Wör­ter: elek­tri­sche Strom­stär­ke, Par­al­lel­schal­tung, teilt, Zwei­ge, Summe, Teil­strom­stär­ken, Ge­samt­strom­stär­ke
Lösung8
Die elek­tri­sche Strom­stär­ke in einer Par­al­lel­schal­tung teilt sich auf die ein­zel­nen Zwei­ge auf.
Die Summe der Teil­strom­stär­ken ist gleich der Ge­samt­strom­stär­ke.
I1+I2=I3\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} I_1 + I_2 = I_3
Wird Strom ver­braucht?

Nutze deine Er­kennt­nis­se aus den Ex­pe­ri­men­ten und be­ant­wor­te die Frage:
Wird elek­tri­scher Strom ver­braucht?

Nein - elek­tri­scher Strom kann nicht ver­braucht wer­den.
Die Strom­stär­ke links und rechts von einer Glüh­lam­pe ist gleich.
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Wird Strom ver­braucht?