Die elektrische Stromstärke: Unterschied zwischen den Versionen

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Die hier dargestellten Experimente können mit der [[Schülerbox Elektrik 1 STS-Horn]] durchgeführt werden. Zusätzlich wird ein Gleichstromtransformator und ein [[:Datei:DynaMot.png|DynaMot]] benötigt.
Die hier dargestellten Experimente können mit der [[Schülerbox Elektrik 1 STS-Horn]] durchgeführt werden. Zusätzlich wird ein Gleichstromtransformator und ein [[:Datei:DynaMot.png|DynaMot]] benötigt.
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Physiker sagen: In einem Stromkreis ist eine magnetische Wirkung immer vorhanden, wenn ein elektrischer Strom fließt.  
Physiker sagen: In einem Stromkreis ist eine magnetische Wirkung immer vorhanden, wenn ein elektrischer Strom fließt.  
{{Aufgaben-blau
{{Versuche-blau
|1=1
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|2=[[Datei:Stromkreis_mit_Taster.png|thumb|right|Abbildung 1]]
|2=[[Datei:Magnetfeld_Stromkabel.jpg|thumb|right|Abbildung 1]]
* Baue den einfachen Stromkreis wie in der Abbildung 1 gezeigt nach!  
* Baue einen Stromkreis mit einer Lampe sowie einem Transformator und stelle die Spannung auf 12V ein!
* Lege nun eines der Kabel so an den Kompass, dass das Kabel parallel zur Kompassnadel verläuft und warte bis sich die Kompassnadel nicht mehr bewegt!
* Schalte den Strom ein und beobachte dabei die Helligkeit der Lampe!
* Schließe nun den Stromkreis kurzzeitig, indem Du den Taster betätigst!
* Tausche die Glühlampe aus und wiederhole den vorherigen Schritt!
*Beantworte folgende Fragen schriftlich in Deiner Mappe:
* Kannst Du die Aussage der Physiker bestätigen?
** Kannst Du die Aussage der Physiker bestätigen?
* Woran hast Du das erkannt?
** Woran hast Du das erkannt?
* Spekuliere, was passieren wird, wenn Du den Transformator umpolst, also die Anschlüsse + und - vertauschst!  
** Spekuliere, was passieren wird, wenn Du die Batterie umpolst, also die Anschlüsse + und - vertauschst!  
Überprüfe Deine Vermutung!
Überprüfe Deine Vermutung!
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{{Aufgaben-blau
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|1=2
|1=2
|2=[[Datei:Stromkreis mit Motor.png|thumb|rechts|Abbildung 2]]
|2=[[Datei:Magnetfeld_Stromkabel_Motor.jpg|thumb|rechts|Abbildung 2]]
* Baue den einfachen Stromkreis wie in der Abbildung 2 gezeigt nach! Nutze an Stelle einer Batterie einen DynaMot!
* Baue einen Stromkreis mit einem Dynamo und einem Elektromotor!
* Lege nun eines der Kabel so an den Kompass, dass das Kabel parallel zur Kompassnadel verläuft und warte bis sich die Kompassnadel nicht mehr bewegt!
* Halte '''nur eines''' der Kabel so unter den Kompass, dass das Kabel parallel zur Kompassnadel liegt; warte bis die Kompassnadel still steht!
* Betätige nun den DynaMot indem Du an der Kurbel drehst!
* Betätige nun '''vorsichtig''' die Kurbel an '''einem''' Dynamo. Was passiert bei anderen Geschwindigkeiten, einer anderen Dreh-Richtung oder wenn Du die Kurbel am Motor festhältst?
* Beantworte folgende Fragen schriftlich in Deiner Mappe:
* Was kannst Du aus Deinen Beobachtungen schließen? Und woran hast Du das erkannt?
** Kannst Du Aussagen über die Stärke des elektrischen Stroms treffen?
** Woran hast Du das erkannt?
* Drehe die Kurbel des DynaMots in die andere Richtung und beobachte, was sich ändert!
** Notiere Deine Beobachtungen in Deiner Mappe!
** Was kannst Du aus Deinen Beobachtungen schließen?
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Wir sagen, dass die elektrische Stromstärke <math>I</math> umso größer ist, je weiter eine Magnetnadel ausgelenkt wird oder je heller eine Lampe leuchtet. Wir sagen auch, dass die elektrische Stromstärke um so kleiner ist, je weniger die Magnetnadel ausgelenkt wird oder je dunkler eine Lampe leuchtet.
Wir sagen, dass die elektrische Stromstärke <math>I</math> umso größer ist, je weiter eine Magnetnadel ausgelenkt wird oder je heller eine Lampe leuchtet. Wir sagen auch, dass die elektrische Stromstärke um so kleiner ist, je weniger die Magnetnadel ausgelenkt wird oder je dunkler eine Lampe leuchtet.
{{Aufgaben-blau
 
|1=3
Offensichtlich leuchteten im Versuch 1 beide Lampen unterschiedlich hell, obwohl am Transformator nichts geändert wurde. Wir können daher sagen, dass sich die Stromstärke <math>I</math> je nach eingesetzter Lampe verändert. Die Lampe muss also eine Eigenschaft besitzen, die die Stromstärke beeinflusst. Physiker nennen diese Eigenschaft den '''"elektrischen Widerstand"''' der Lampe. Nicht nur Lampen sondern alle elektrischen Geräte besitzen einen elektrischen Widerstand.
|2=[[Datei:Stromkreis_mit_Taster.png|thumb|right|Abbildung 3]]
* Baue den einfachen Stromkreis wie in der Abbildung 3 gezeigt nach! Nutze den Transformator an Stelle der Batterie und stelle die Spannung auf 12V ein!
* Schließe nun den Stromkreis kurzzeitig, indem Du den Taster drückst! Beobachte dabei die Helligkeit der Lampe!
* Ersetze die Glühlampe durch eine andere Lampe und wiederhole den vorherigen Arbeitsschritt!
* Notiere Deine Beobachtungen in Deiner Mappe!
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Offensichtlich leuchten beide Lampen unterschiedlich hell, obwohl am Transformator nichts geändert wurde. Wir können daher sagen, dass sich die Stromstärke <math>I</math> je nach eingesetzter Lampe verändert. Die Lampe muss also eine Eigenschaft besitzen, die die Stromstärke beeinflusst. Physiker nennen diese Eigenschaft den '''"elektrischen Widerstand"''' der Lampe. Nicht nur Lampen sondern alle elektrischen Geräte besitzen einen elektrischen Widerstand.
{{Merkbox-blau
{{Merkbox-blau
|1= Die Stromstärke & der Widerstand
|1= Die Stromstärke & der Widerstand
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{{Aufgaben-blau
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|1=4
|1=1
|2=Beschreibe in Deinen eigenen Worten den Begriff ''''"elektrischer Widerstand"'''' in Deiner Mappe!
|2=Beschreibe in Deinen eigenen Worten den Begriff ''''"elektrischer Widerstand"''''!
}}
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{{Aufgaben-blau
{{Aufgaben-blau
|1=5
|1=2
|2=Ergänze die folgenden Aussagen und übertrage die richtige Aussage in Deine Mappe!
|2=Ergänze die folgenden Aussagen, übertrage die richtige Aussage in Deine Mappe und streiche die falschen Aussagen!
<table>
<table>
<tr><td colspan="2">'''Eine hell leuchtende Lampe deutet auf'''</td></tr>
<tr><td colspan="2">''Eine hell leuchtende Lampe deutet auf''</td></tr>
<tr><td>
<tr><td>
* eine kleinere Stromstärke
* ''eine kleinere Stromstärke''
* die gleiche Stromstärke  
* ''die gleiche Stromstärke''
* eine größere Stromstärke
* ''eine größere Stromstärke''
</td>
</td>
<td>
<td>
* und einen größeren Widerstand
* ''und einen größeren Widerstand''
* und einen kleineren Widerstand
* ''und einen kleineren Widerstand''
* und den gleichen Widerstand
* ''und den gleichen Widerstand''
</td></tr>
</td></tr>
<tr><td colspan="2">hin als bei einer schwächer leuchtenden Lampe</td></tr>
<tr><td colspan="2">''hin als bei einer schwächer leuchtenden Lampe.''</td></tr>
</table>
</table>
}}
}}
{{Aufgaben-blau
{{Versuche-blau
|1=6
|1=3
|2=[[Datei:Einfacher Stromkreis.png|thumb|left|Abbildung 4]][[Datei:Einfacher Stromkreis.png|thumb|right|Abbildung 5]]<br clear="all" />
|2=[[Datei:DynaMot.png|thumb|right|120px|Abbildung 3]]
Die Batterien in den Abbildungen 4 und 5 liefern die selbe Spannung. Die Lampe in der Abbildung 4 leuchtet jedoch heller als die Lampe in der Abbildung 5.
Montiere den DynaMot wie in der Abbildung 3 gezeigt an der Tischplatte.  
Welche Aussagen kannst Du über Stromstärke und den Widerstand der Lampen in den beiden Schaltungen treffen?
}}
{{Aufgaben-blau
|1=7
|2=[[Datei:DynaMot.png|thumb|right|120px|Abbildung 6]]
Montiere den DynaMot wie in der Abbildung 6 gezeigt an der Tischplatte.  
* Drehe an der Kurbel und beobachte, mit welchem Kraftaufwand Du kurbelst!
* Drehe an der Kurbel und beobachte, mit welchem Kraftaufwand Du kurbelst!
* Schließe jetzt eine Lampe an die beiden Anschlüsse des DynaMots an und beobachte, mit welchem Kraftaufwand Du nun kurbelst!
* Schließe jetzt eine Lampe anden DynaMot an und beobachte, mit welchem Kraftaufwand Du nun kurbelst!
* Notiere Deine Beobachtungen in Deiner Mappe!
* Erkläre, wie diese Veränderung zustande kommt!
* Erkläre, wie diese Veränderung zustande kommt!
}}
}}
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|Datum=1
|Datum=1
}}[[Datei:Multimeter M-330D.jpg|thumb|left|150px|Ein in Reihe geschaltetes Vielfachmessgerät kann als Strommessgerät eingesetzt werden]] [[File:Ammeter.png|thumb|right|125px|Schaltzeichen eines Strommessgerätes]]
}}[[Datei:Multimeter M-330D.jpg|thumb|left|150px|Ein in Reihe geschaltetes Vielfachmessgerät kann als Strommessgerät eingesetzt werden]] [[File:Ammeter.png|thumb|right|125px|Schaltzeichen eines Strommessgerätes]]
Mit einem Vielfach&shy;messgerät lässt sich u.a. die Strom&shy;stärke messen. Um die Strom&shy;stärke zu messen wird das Multi&shy;meter wie ein Elektro&shy;gerät in Reihe geschaltet, so dass der elektrische Strom durch das Mess&shy;gerät fließt.
Mit einem Vielfach&shy;messgerät lässt sich u.a. die Strom&shy;stärke messen. Um die Strom&shy;stärke zu messen wird das Vielfach&shy;messgerät wie ein Elektro&shy;gerät in Reihe geschaltet, so dass der elektrische Strom durch das Mess&shy;gerät fließt.
===Die Einheit der Stromstärke===
 
Um verschiedene Stromstärken messen oder miteinander vergleichen zu können, hat man für die Stromstärke eine eigene physikalische Größe eingeführt. Wie praktisch alle physikalische Größen besteht die Stromstärke auch aus einem Zahlenwert und einer Einheit.
Um verschiedene Stromstärken zu messen oder vergleichen zu können, hat man für die Stromstärke eine eigene physikalische Größe eingeführt. Wie praktisch alle physikalische Größen besteht die Stromstärke auch aus einem Zahlenwert und einer Einheit.
Die Einheit der Stromstärke <math>I</math> ist das Ampère (abgekürzt mit <math>1A</math>).
Die Einheit der Stromstärke <math>I</math> ist das Ampère (Abkürzung: <math>1A</math>).
===Messen der Stromstärke===
==Messen der Stromstärke==
Um die Stromstärke zu messen, wähle zunächst die größte Einstallung im Bereich <math>A</math>. Beim abgebildeten Vielfach&shy;messgerät ist das der Bereich bis <math>200m</math> wobei das <math>m</math> hier die vom Millimeter bekannte Vorsilbe Milli- (Tausendstel) ist. Bei dieser Einstellung reicht der Messbereich also bis maximal <math>200mA</math> (sprich: 200 Milli-Ampère.) <br />
Um die Stromstärke zu messen, wähle zunächst die größte Einstellung im Bereich <math>A</math>. Beim abgebildeten Vielfach&shy;messgerät ist das der Bereich bis <math>200m</math> wobei das <math>m</math> hier die vom Millimeter bekannte Vorsilbe Milli- (Tausendstel) ist. Bei dieser Einstellung reicht der Messbereich also bis maximal <math>200mA</math> (sprich: 200 Milli-Ampère.) <br />
Wenn Du feststellst, dass der Messwert kleiner als <math>20mA</math> ist - UND NUR DANN - kannst Du den Drehschalter auch auf <math>20mA</math> herunter drehen um exaktere Werte abzulesen.
Wenn Du feststellst, dass der Messwert kleiner als <math>20mA</math> ist - UND NUR DANN - kannst Du den Drehschalter auf <math>20mA</math> herunter drehen um genauere Werte abzulesen.
{{Aufgaben-blau
{{Versuche-blau
|1=8
|1=4
|2=Schalte eine Lampe an einen Transformator und miss die Stromstärke in diesem Stromkreis.
|2=Schalte eine Lampe an einen Transformator und miss die Stromstärke.
* Notiere Deine Beobachtung in Deiner Mappe!
* Ersetze die Lampe durch eine andere Glühlampe und wiederhole Deine Messung!
* Ersetze die Lampe durch eine andere Glühlampe und wiederhole Deine Messung!
* Notiere Deine Beobachtung in Deiner Mappe!
Verwende nun an Stelle des Transformators einen DynaMot und drehe an der Kurbel!
Verwende nun an Stelle des Transformators einen DynaMot und drehe an der Kurbel!
* Beobachte sowohl die Stromstärke als auch die Helligkeit der Lampe!
* Beobachte sowohl die Stromstärke als auch die Helligkeit der Lampe!

Version vom 25. Februar 2014, 21:22 Uhr

Die hier dargestellten Experimente können mit der Schülerbox Elektrik 1 STS-Horn durchgeführt werden. Zusätzlich wird ein Gleichstromtransformator und ein DynaMot benötigt.


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Die elektrische Stromstärke (https://unterrichten.zum.de/wiki/Die_elektrische_Stromst%C3%A4rke)

Vorlage:Arbeitsblattkopf-blau Physiker sagen: In einem Stromkreis ist eine magnetische Wirkung immer vorhanden, wenn ein elektrischer Strom fließt.

Nuvola apps edu science.svg   Versuch 1
Abbildung 1
  • Baue einen Stromkreis mit einer Lampe sowie einem Transformator und stelle die Spannung auf 12V ein!
  • Schalte den Strom ein und beobachte dabei die Helligkeit der Lampe!
  • Tausche die Glühlampe aus und wiederhole den vorherigen Schritt!
  • Kannst Du die Aussage der Physiker bestätigen?
  • Woran hast Du das erkannt?
  • Spekuliere, was passieren wird, wenn Du den Transformator umpolst, also die Anschlüsse + und - vertauschst!

Überprüfe Deine Vermutung!

Nuvola apps edu science.svg   Versuch 2
Abbildung 2
  • Baue einen Stromkreis mit einem Dynamo und einem Elektromotor!
  • Halte nur eines der Kabel so unter den Kompass, dass das Kabel parallel zur Kompassnadel liegt; warte bis die Kompassnadel still steht!
  • Betätige nun vorsichtig die Kurbel an einem Dynamo. Was passiert bei anderen Geschwindigkeiten, einer anderen Dreh-Richtung oder wenn Du die Kurbel am Motor festhältst?
  • Was kannst Du aus Deinen Beobachtungen schließen? Und woran hast Du das erkannt?


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Die elektrische Stromstärke (https://unterrichten.zum.de/wiki/Die_elektrische_Stromst%C3%A4rke)

Vorlage:Arbeitsblattkopf-blau Wir sagen, dass die elektrische Stromstärke umso größer ist, je weiter eine Magnetnadel ausgelenkt wird oder je heller eine Lampe leuchtet. Wir sagen auch, dass die elektrische Stromstärke um so kleiner ist, je weniger die Magnetnadel ausgelenkt wird oder je dunkler eine Lampe leuchtet.

Offensichtlich leuchteten im Versuch 1 beide Lampen unterschiedlich hell, obwohl am Transformator nichts geändert wurde. Wir können daher sagen, dass sich die Stromstärke je nach eingesetzter Lampe verändert. Die Lampe muss also eine Eigenschaft besitzen, die die Stromstärke beeinflusst. Physiker nennen diese Eigenschaft den "elektrischen Widerstand" der Lampe. Nicht nur Lampen sondern alle elektrischen Geräte besitzen einen elektrischen Widerstand. Vorlage:Merkbox-blau

Vorlage:Aufgaben-blau


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Die elektrische Stromstärke (https://unterrichten.zum.de/wiki/Die_elektrische_Stromst%C3%A4rke)

Vorlage:Arbeitsblattkopf-blau Vorlage:Aufgaben-blau

Nuvola apps edu science.svg   Versuch 3
Abbildung 3

Montiere den DynaMot wie in der Abbildung 3 gezeigt an der Tischplatte.

  • Drehe an der Kurbel und beobachte, mit welchem Kraftaufwand Du kurbelst!
  • Schließe jetzt eine Lampe anden DynaMot an und beobachte, mit welchem Kraftaufwand Du nun kurbelst!
  • Erkläre, wie diese Veränderung zustande kommt!


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Die elektrische Stromstärke (https://unterrichten.zum.de/wiki/Die_elektrische_Stromst%C3%A4rke)

Vorlage:Arbeitsblattkopf-blau

Ein in Reihe geschaltetes Vielfachmessgerät kann als Strommessgerät eingesetzt werden
Schaltzeichen eines Strommessgerätes

Mit einem Vielfach­messgerät lässt sich u.a. die Strom­stärke messen. Um die Strom­stärke zu messen wird das Vielfach­messgerät wie ein Elektro­gerät in Reihe geschaltet, so dass der elektrische Strom durch das Mess­gerät fließt.

Um verschiedene Stromstärken zu messen oder vergleichen zu können, hat man für die Stromstärke eine eigene physikalische Größe eingeführt. Wie praktisch alle physikalische Größen besteht die Stromstärke auch aus einem Zahlenwert und einer Einheit. Die Einheit der Stromstärke ist das Ampère (Abkürzung: ).

Messen der Stromstärke

Um die Stromstärke zu messen, wähle zunächst die größte Einstellung im Bereich . Beim abgebildeten Vielfach­messgerät ist das der Bereich bis wobei das hier die vom Millimeter bekannte Vorsilbe Milli- (Tausendstel) ist. Bei dieser Einstellung reicht der Messbereich also bis maximal (sprich: 200 Milli-Ampère.)
Wenn Du feststellst, dass der Messwert kleiner als ist - UND NUR DANN - kannst Du den Drehschalter auf herunter drehen um genauere Werte abzulesen.

Nuvola apps edu science.svg   Versuch 4

Schalte eine Lampe an einen Transformator und miss die Stromstärke.

  • Ersetze die Lampe durch eine andere Glühlampe und wiederhole Deine Messung!

Verwende nun an Stelle des Transformators einen DynaMot und drehe an der Kurbel!

  • Beobachte sowohl die Stromstärke als auch die Helligkeit der Lampe!


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Die elektrische Stromstärke (https://unterrichten.zum.de/wiki/Die_elektrische_Stromst%C3%A4rke)
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