Benutzer:Buss-Haskert/Elektrische Stromkreise/Stromstärke

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SEITE IM AUFBAU!

1 Elektrische Energie - Energieumwandlung
2 Stromstärke
3 Spannung
4 Widerstand

5 Elektrische Energie und Leistung

2) Stromstärke

2.1) Verschiedene Ströme

Ströme in verschiedenen Situationen

Wasserströme, Menschenströme, Autoströme, Schafströme, ...
a) Wie würdest du jeweils die Ströme messen?

b) Beschreibe, wie du den Strom erhöhen könntest.

Es muss gemessen werden, wie viele Menschen, welches Volumen an Wasser, wie viele Autos, wie viele Schaft ... in einer bestimmten Zeit an einer bestimmten Stelle vorbeifließt/vorbeifließen.

Der Fluss könnte verbreitert werden, die Menschen könnten schneller über die Piste fahren, die Autos können schneller fahren oder es könnten mehr Autos fahren, ...

Auto fahren - ein Modell für den Stromfluss:

Applets von Matthias Ostermann

Übung 1

Was strömt hier? Löse aus dem Buch

• S. 126 Nr. 1 Trage deine Lösung im Modul Texte auf IServ ein!
• S. 126 Nr. 2
• S. 126 Nr. 3

Verschiedene Ströme - Ladungsströme

Lies im Buch S. 127 oben den Info-Text und übertrage anschließend den Merktext (roter Text rechts) in dein Heft.

Ladungsströme im Vergleich mit Autoströmen und Wasserströmen

Lies auf der leifiphysik das Grundwissen zu Ladung und Strom.

Übung 2

Elektronenströme: Löse aus dem Buch

• S. 127 Aufgabe A 4

Schreibe die Lösung in dein Heft.

2.2) Elektrische Stromstärke

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Die elektrische Stromstärke

Fülle den Lückentext aus und übertrage ihn in dein Heft.

Die Stromstärke gibt an, wie viel Ladung pro Zeit durch einen eine bestimmte Stelle im Leiter strömt.
Formelzeichen für die Stromstärke: I (engl."intensity" - Intensität)
Einheit für die Stromstärke: A nach dem französischen Physiker A.M. Ampère.
Formel:    Stromstärke = $\tfrac{\text{Ladung}}{\text{Zeit}}$ bzw. I = $\tfrac{Q}{t}$
Schaltzeichen für Strommesser:

Kleinere Stromstärken werden in Milliampere (mA) angegeben: 1000mA = 1A
Wandle um:
a) 1,5 A = 1500()mA
b) 0,75 A = 750()mA
c) 0,05 A = 50()mA
d) 0,001 A = 1()mA

Klar soweit?

Wir messen die Stromstärke mit einem Strommesser, ein Amperemeter.
In der Schule verwenden wir digitale Multimeter.

Messung der Stromstärke

Um die Stromstärke in einem Stromkreis zu messen, musst du das Messgerät in den Stromkreis einbauen. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten: in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung.
Alle Elektronen sollen durch das Messgerät fließen.
Wie muss das Messgerät in einen Stromkreis eingebaut werden?

Das Strommessgerät muss in Reihe in den Stromkreis eingebaut werden, damit alle Elektronen durch das Messgerät fließen.

Hinweise für die Durchführung der Experimente in der Schule:
Alle Elektronen sollen durch das Messgerät fließen. Baue daher den Strommesser in Reihe in den Stromkreis ein.
Unterbrich dazu den Stromkreis an einer Stelle und baue den Strommesser wie im Schaltplan (s.u.) ein.
Achte auf die Polung (richtige Buchse): Die positive Eingangsbuchse muss Verbindung zum Pluspol der Quelle (rot) haben, die negative Eingangsbuchse zum Minuspol (schwarz/blau).

Im Stromkreis muss sich immer eine Lampe oder ein anderer Verbraucher befinden, um das Messgerät vor Überlastung zu schützen!

Führe die nachfolgenden Experimente mithilfe der Simulation auf der Seite phet.cororado durch.

2.3) Stromstärke in der Reihenschaltung

Hefteintrag: Stromstärke in der Reihenschaltung

Schreibe das nachfolgenden Experiment in dein Heft. Notiere den Versuchsaufbau, zeichne den Schaltplan ab und schreibe deine Beobachtung in der Tabelle auf. Zum Schluss formuliere ein Ergebnis, die Tipps helfen dir. Achte auf eine vollständige und übersichtliche Darstellung.

Experiment/Simulation: Reihenschaltung

Baue einen Stromkreis mit zwei Lampen in Reihe auf.
Miss die Stromstärke vor, zwischen und hinter den Lampen.
Schaltpläne:

Beobachtung:

Messung	vor	zwischen	hinter
Stromstärke (A)	...	...	...

Ergebnis: ...

Simulation: phet.colorado - Viruelles Gleichstromlabor

Die Reihenschaltung müsste so aussehen:

Der Strommesser wird so in Reihe davor geschaltet:

Ergebnis: Die Stromstärke ist in diesem Stromkreis (Reihenschaltung) an allen Messpunkten gleich groß

  I₁ = I₂ = I₃

Erklärung (mit dem Elektronenmodell): Die Elektronen im Kabel bewegen sich wie die Glieder einer Fahrradkette gleichmäßig im Kreis durch den Stromkreis. Bei der Kreisbewegung gehen keine Elektronen verloren.

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Übung 3

Löse die Aufgaben aus dem Buch. Notiere deine Lösungen ausführlich und übersichtlich im Heft.

• S. 133 Nr. 1
• S. 133 Nr. 2
• S. 133 Nr. 3

2.4) Stromstärke in der Parallelschaltung

Hefteintrag: Stromstärke in der Parallelschaltung

Schreibe das nachfolgende Experiment in dein Heft. Notiere den Versuchsaufbau, zeichne den Schaltplan ab und schreibe deine Beobachtung in der Tabelle auf. Zum Schluss formuliere ein Ergebnis, die Tipps helfen dir. Achte auf eine vollständige und übersichtliche Darstellung.

Experiment/Simulation: Parallelschaltung

Baue einen Stromkreis mit zwei parallel geschalteten Lampen auf.
Miss die Stromstärke, die vom Netzteil ausgeht und die Stromstärke an den einzelnen Lampen.
Schaltpläne:

Beobachtung:

Messung	Netzgerät	Lampe 1	Lampe 2
Stromstärke (A)	...	...	...

Ergebnis: ...

Simulation: phet.colorado - Viruelles Gleichstromlabor

Die Parallelschaltung müsste so aussehen:

Ergebnis: In der Parallelschaltung ist die Gesamtstromstärke die Summe der einzelnen Stromstärken:

  I_gesamt= I₁ + I₂ + I₃

Erklärung (mit dem Elektronenmodell): Die Elektronen (der Ladungsstrom) fließen entweder durch die Lampe 1 oder die Lampe 2 oder ... In der gemeinsamen Zuleitung fließen alle Elektronen für alle Stromkreise, daher ist die Gesamtstromstärke genauso groß, wie die Summen der Teilstromstärken.

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Übung 4

Löse die Aufgaben aus dem Buch. Notiere deine Lösungen ausführlich und übersichtlich im Heft.

• S. 139 Nr. 1
• S. 139 Nr. 2

Übung 5

Löse auf der Seite leifiphysik die verlinkten Aufgaben unten. Zeichne dazu die jeweiligen Schaltpläne in dein Heft.

• Aufgabe 1 d, e, f
• Aufgabe 2
• Aufgabe 3

Kurzschluss und Überlastung: Sicherungen

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3) Spannung