Benutzer:Buss-Haskert/Elektrische Stromkreise/Spannung

3 Spannung

3.1 Spannung - Grundbegriffe

Der nachfolgende Film wiederholt zunächst in einem Modell (Bergmodell - Skifahren) die Bedeutung der Stromstärke. Ab 2:15 Minuten wird auch der Begriff "Spannung" mit diesem Modell erklärt. Schau das Video mehrmals an, bis du das Berg-Modell zur Spannung nachvollziehen kannst.

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Berg-Modell zur Spannung

Fülle den Lückentext aus und übertrage ihn in dein Heft

Vergleiche das Berg-Modell der Skifahrer mit der elektrischen Spannung:

Berg-Modell

Höhe des Berges
fahrende Skifahrer

Skilift

elektrische Spannung

Spannung
fließende Elektronen

Kraftwert

Die Berg ist der Grund, warum sich die Skifahrer von A (Berg) nach B (Tal) bewegen. Ebenso ist die Spannung der Grund dafür, dass sich die Elektronen von A nach B bewegen.

Übung 1

Löse das Arbeitsblatt zum Bergmodell der Seite leifiphysik. Du kannst das AB ins Heft übertragen oder ausdrucken (Anhang im Modul Aufgaben).

• Link zur Aufgabe

Möchtest du noch etwas genauer in dieses Modell schauen? Dann geht es hier weiter:

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Die elektrische Spannung

Fülle den Lückentext aus und übertrage ihn in dein Heft.

Die Spannung gibt an, wie stark die Elektronen angetrieben werden müssen, damit sie durch die Lampe fließen.
Formelzeichen für die Spannung: U (lat. urgere (drängen, drücken)
Einheit für die Spannung: V nach dem Physiker Alessandro Volta
Schaltzeichen für Spannungsmesser:

Klar soweit?

Wir messen die Spannung mit einem Spannungsmessgerät, einem Voltmeter.
In der Schule verwenden wir digitale Multimeter. Achte beim Experimentiere darauf, dass du die Einstellungen vor dem Messen richtig vornimmst.

Messung der Spannung

Um die Spannung in einem Stromkreis zu messen, musst du das Messgerät in den Stromkreis einbauen. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten: in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung.
Du möchtest messen, wie stark die Elektronen angetrieben werden ("Höhe des Berges").
Wie muss der Spannungsmesser in einen Stromkreis eingebaut werden?

Der Spannungsmesser muss parallel zum Spannungsquelle bzw. zum Verbraucher in den Stromkreis eingebaut werden. Er misst dann, wie stark die Elektronen zwischen den beiden Messpunkten angetrieben werden.

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

3.2 Spannung in der Reihenschaltung

Hefteintrag: Spannung 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 Spannung, die vom Netzteil ausgeht und die Spannung an den einzelnen Lampen.
Schaltplan:

Beobachtung:

Messung	an der Batterie	bei Lampe 1	bei Lampe 2
Spannung (U)	...	...	...

Ergebnis: ...

Simulation: phet.colorado - Viruelles Gleichstromlabor

Die Reihenschaltung müsste so aussehen:

Der Spannungsmesser wird so in Reihe geschaltet:

Ergebnis: Die Spannung der Batterie teilt sich in der Reihenschaltung auf die Lampen auf.

  U_Quelle = U₁ + U₂

Erklärung (mit dem Elektronenmodell): ....

Übung 3

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

• S. 149 Nr. 1
• S. 149 Nr. 2

3.2 Spannung in der Parallelschaltung

Hefteintrag: Spannung 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 Spannung, die vom Netzteil ausgeht und die Spannung an den einzelnen Lampen.
Schaltpläne:

Beobachtung:

Messung	Netzgerät	Lampe 1	Lampe 2
Spannung (U)	...	...	...

Ergebnis: ...

Simulation: phet.colorado - Viruelles Gleichstromlabor

Die Spannungsmessung in der Parallelschaltung müsste so aussehen:

Ergebnis: In der Parallelschaltung ist die Spannung an allen Messpunkte gleich groß:

  U_Quelle= U₁ = U₂ = U₃

Erklärung (mit dem Elektronenmodell): ...

Übung 4

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

• S. 148 A2
• S. 148 A3
• S. 148 A4

Zusammenfassung:

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{{Box|Spannung in Reihen- und Parallelschaltung|Löse die Aufgaben auf der Seite leifiphysik.

• Link zum Quiz: Spannung[
• Link zur Aufgabe: Analyse einer Schaltung
• Link zur Aufgabe: Schaltung von Messgeräten
• Quiz zur Schaltung von Batterien