TitelSpannungsmessung Reihe-und Parallel
AutorLars Hildebrandt
veröffentlicht29.05.2022
BildungsgangAllgemeine Hochschulreife
FachPhysik
Klassenstufen7, 8, 9

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Hinweis zum Einsatz im Unterricht

(1) Das Thema der Hypothesen kann gut mit den Schülerinnen und Schülern gemeinsam besprochen werden.

(2) Für die Parallelschaltung sollten je nach Ziel und Schwierigkeit entweder baugleiche oder unterschiedliche Glühlampen verwendet werden.

EXPERIMENT: DIE ELEKTRISCHE SPANNUNG

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.

Hypothese

Eine Hypothese muss überprüfbar sein. Beispiel: Die Deckenlampen in diesem Raum sind jetzt gerade eingeschaltet.

=> wahr oder falsch?

A) Reihenschaltung

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

Hypothesen

In einer Reihenschaltung zeigen die Spannungsmessgeräte

$V_{1}$ und $V_{2}$ Werte an.

$V_{1}$ und $V_{3}$ Werte an.

$V_{2}$ und $V_{3}$ Werte an.

Durchführung

Baue die Schaltung nach dem Schaltplan auf. Du hast nur ein Voltmeter (Spannungsmessgerät) zur Verfügung. Baue es daher zunächst an die Stelle U₁, nach der Messung an die Stelle U₂ und als drittes an die Stelle U₃. Die Spannungsquelle wird auf I = 2 A und U = 12V gestellt, bleibt aber zunächst ausgeschaltet!
Lass die Schaltung von der Lehrkraft abnehmen. Wenn die Schaltung korrekt aufgebaut wurde, kannst du mit dem Experiment beginnen. Schalte nun die Spannungsquelle an.
Schalte den SMARTsense-Sensor Cobra SMARTSense Voltage durch längeres Drücken der Einschalttaste ein und stelle sicher, dass sich das iPad mit Bluetooth Geräten verbinden kann.
Öffne die PHYWE measure App und wähle den Sensor Current mit der richtigen Modellbezeichnung aus. Die Modellbezeichnung, z.B. D6D6 findest du auf dem Sensor.
Nimm die Messwerte an den drei Messstellen U₁, U₂ und U₃ auf, indem du nacheinander das Messgerät an den im Schaltplan eingezeichneten Stellen einbaust. Notiere die Ergebnisse in der Tabelle auf der nächsten Seite. Verändere nach den drei Messungen die Spannung an der Spannungsquelle und nimm wieder die Messwerte auf. Wiederhole dieses Vorgehen noch zweimal.

eingestellte Spannung U

Spannung $U_{1}$

Spannung $U_{2}$

Spannung $U_{3}$

Auswertung Vergleiche die Messwerte an den unterschiedlichen Stellen im Stromkreis. Wurden deine Hypothesen bestätigt oder widerlegt?

Merksatz: Vervollständige den Merkstatz zur Spannung in einer Reihenschaltung.

Die Summe der einzelnen elektrischen in einer Reihenschaltung ist der angelegten Gesamtspannung (in diesem Fall $U_{1}$ ).

Es gilt $U_{1}$ $U_{2}$ $U_{3}$

B) Parallelschaltung

Hypothesen

In einer Parallelschaltung zeigen die Stromstärkemessgeräte

$U_{1}$ und $U_{2}$ Werte an.

$U_{1}$ und $U_{3}$ Werte an.

$U_{2}$ und $U_{3}$ Werte an.