Ohmsches Gesetz: Strom, Spannung und Widerstand
1 · Vorhersagen
Eine 9 V-Batterie treibt den Strom durch einen einzelnen Widerstand. Fließt mehr oder weniger Strom, wenn Sie einen größeren Widerstand verwenden?
- Ein größerer Widerstand bedeutet, dass weniger Strom fließt.
- Ein größerer Widerstand bedeutet, dass mehr Strom fließt.
- Der Strom hängt nicht vom Widerstand ab.
2 · Aufbauen
- Öffnen Sie die Einzelwiderstandsvoreinstellung und drücken Sie Zurücksetzen. Die Batterie liefert einen festen 9 V.
- Aktivieren Sie die Stromanzeige am Widerstand.
- Stellen Sie den Widerstandswert für jeden Versuch ein und notieren Sie den Strom.
3 · Daten sammeln
| Widerstand R (Ω) | Verlustleistung P (W) | Strom I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Zeichnen Sie den Strom I (y-Achse) gegen 1/R (x-Achse) für Ihre drei Versuche auf. Geht die Linie gerade durch den Ursprung?
4 · Auswerten
- Berechnen Sie für einen Versuch I = E/R mit E = 9 V. Vergleichen Sie mit der Tabelle.
- Erklären Sie, warum eine Verdoppelung des Widerstands den Strom halbiert, indem Sie das Ohmsche Gesetz I = E/R bei fester Spannung verwenden.
5 · Vertiefen
- Ihre Spalte für die Leistung (P = E²/R) wird kleiner, wenn der Widerstand wächst, obwohl die Spannung konstant bleibt. Erklären Sie, warum ein größerer Widerstand weniger Leistung aus derselben Batterie zieht.
- Was würde mit dem Strom (und der Batterie) passieren, wenn R auf nahezu 0 Ω eingestellt wäre? Warum vermeiden echte Schaltkreise diesen „Kurzschluss“-Zustand?
Die Physik hinter diesem Experiment
Ohmsches Gesetz
Der Strom durch einen Widerstand ist proportional zur Spannung an ihm und umgekehrt proportional zu seinem Widerstand: I = V/R. Hier entspricht V der EMK der vollen Batterie, 9 V.
Elektrische Leistung (von V und R)
Die Verlustleistung eines Widerstands kann direkt aus Spannung und Widerstand berechnet werden, ohne dass Strom benötigt wird: P = V²/R.