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Experiment zum Ohmschen Gesetz

Zwölf Messwerte, ein Diagramm — und plötzlich siehst du, dass sich Spannung und Stromstärke an einem Widerstand völlig regelmäßig verhalten.

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Den Zusammenhang selbst herausmessen

Dass eine größere Spannung einen größeren Strom antreibt, ahnst du schon. Aber wie viel größer? Das musst du messen.

  • Die Frage:Verdoppelt sich die Stromstärke bei doppelter Spannung – oder wird sie viermal so groß?
  • Aufbau:Ein Widerstand, ein Voltmeter parallel dazu, ein Amperemeter in Reihe.
  • Zwei Messreihen:Erst Widerstand fest und Spannung schrittweise hochdrehen, dann Spannung fest und Widerstand ändern – immer nur eine Größe auf einmal.
  • Mitschreiben:Jedes Wertepaar sofort notieren – nachträglich rekonstruieren klappt nie.
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Messreihe aufnehmen: U hoch, I mit

Tippe auf Messschaltung U und I — das Steckbrett-Labor baut die Schaltung von selbst auf. Wähle dann das Netzgerät aus und stelle nacheinander 2 V, 4 V, 6 V, 8 V und 10 V ein. Lies bei jeder Spannung die Stromstärke am Amperemeter ab und schreibe beide Werte in eine Tabelle. Der Widerstand steht dabei fest auf 10 Ω. Danach tippe auf Zweiter Widerstand und miss noch einmal bei 6 V: Zwei gleiche Widerstände in Reihe ergeben den doppelten Widerstand — was passiert dann mit der Stromstärke?

Halte fest: Bei festem Widerstand wächst die Stromstärke im gleichen Verhältnis wie die Spannung — doppelte Spannung, doppelte Stromstärke. Der Quotient U : I bleibt dabei immer gleich groß. Genau dieser Quotient ist der Widerstand.

Merke

Ohmsches Gesetz:

R = UI  ·  U = R · I  ·  I = UR

U: Spannung in Volt (V).

I: Stromstärke in Ampere (A).

R: Widerstand in Ohm (Ω), und 1 Ω = 1 V/A.

Messreihe: Man ändert immer nur eine Größe auf einmal und notiert jedes Wertepaar sofort; das Voltmeter liegt parallel, das Amperemeter in Reihe.

Ergebnis: Bei festem Widerstand wächst \(I\) im gleichen Verhältnis wie \(U\); der Quotient \(U:I\) bleibt gleich und ist der Widerstand.

U-I-Diagramm: Die Messpunkte liegen auf einer Ursprungsgeraden; je steiler, desto kleiner der Widerstand. Das gilt nur bei konstantem \(R\), bei einer Glühlampe knickt die Kurve ab.

Trage deine Wertepaare in ein U-I-Diagramm ein: U nach rechts, I nach oben.

  • Gerade durch den Ursprung:Alle Messpunkte liegen auf einer Geraden, die bei null beginnt.
  • Steigung:Je steiler die Gerade, desto kleiner der Widerstand.
  • Nur bei konstantem R:Bei einer Glühlampe wird der Draht heiß, ihr Widerstand steigt – die Kurve knickt ab.
  • Selbst testen:Ersetze im Steckbrett-Labor den Widerstand durch eine Lampe.
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Allgemeine Hinweise

Drei Dinge, an denen Messreihen im Physikraum am häufigsten scheitern:

Messgeräte richtig einbauen

Amperemeter in Reihe, Voltmeter parallel. Ein parallel gestecktes Amperemeter ist ein Kurzschluss.

Erst umrechnen

Erst umrechnen: 120 mA sind 0,12 A.

Nur eine Größe ändern

Verändere immer nur eine Größe. Sonst sagt dir die Messreihe hinterher nichts.

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