MINT lernen

LDR und NTC

30 Übungen zu zwei einfachen Bauteilen, deren Widerstand sich um mehrere ganze Zehnerpotenzen ändern kann — je nach Einfluss. Mit ausführlichem Lösungsweg zu jeder einzelnen Aufgabe.

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Übungsaufgaben

Dreißig Übungen, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.

A1
Je heller, desto …
AFB I

Beschreibe das Verhalten der Bauteile, indem du jeden Satz durch Umschalten der farbigen Wörter physikalisch richtig einstellst.

Klicke auf die farbig hinterlegten Wörter: Jeder Klick schaltet zur nächsten Möglichkeit weiter. Stelle jeden Satz so ein, dass er physikalisch stimmt. Tastatur: Tab zum Wort, Enter/Leertaste oder ↑/↓ schaltet um.

Je ein LDR beleuchtet wird, desto ist sein Widerstand.

Je ein NTC ist, desto freie Ladungsträger hat er und desto ist sein Widerstand.

Wird ein PTC erwärmt, dann sein Widerstand .

Je wärmer ein Metalldraht wird, desto stoßen die Elektronen an die Atomrümpfe und desto wird sein Widerstand.

Je Energie von außen in einen Halbleiter gelangt, desto wird sein Widerstand.

Satz 1, 2 und 5 darf man auch „rückwärts“ einstellen – „je dunkler, desto größer“ ist dieselbe Aussage. Beim Metalldraht steigt der Widerstand nur leicht: Wärme erzeugt dort keine Ladungsträger, sie behindert nur die vorhandenen.
Merke dir den Grundsatz des Halbleiters: mehr Energie von außen → mehr freie Ladungsträger → kleinerer Widerstand.
LDR und NTC folgen genau diesem Satz, der PTC macht das Gegenteil (stark), der Metalldraht steigt beim Erwärmen nur leicht.
A2
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Überprüfe jeden Satz und markiere die falschen.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
In Klassenarbeiten taucht Zeile 2 am häufigsten auf: Die Metallerklärung wird auf den Halbleiter übertragen. Frag dich immer zuerst, ob Wärme hier Ladungsträger erzeugt oder nur behindert.
Achte auf vertauschte Erklärungen (Metall statt Halbleiter), auf Bauteile, die angeblich Spannung liefern, und rechne die Zahlen nach.
Falsch sind: Atomrümpfe-Erklärung beim NTC, LDR als Spannungsquelle und R = U · I statt R = U : I.
A3
Messen am LDR und NTC
AFB IIMix

Untersuche die beiden Sensoren mit dem Vielfachmessgerät. Stelle jedes Mal Messgröße, Messbereich und Buchsen richtig ein und lies dann ab.

Stelle das Messgerät für jede Messung ein: Drehschalter auf Messgröße und kleinsten passenden Messbereich (Klick auf die Angabe oder Knopf ziehen), dann die Leitungen stecken — ein Klick auf eine Buchse wechselt leer → rot → schwarz. Mit der Tastatur: Tab zum Knopf, ←/→ drehen, Enter an einer Buchse steckt. Zum Schluss die Anzeige ablesen und eintragen.

Erst einstellen und „Prüfen“, dann ablesen: Die Anzeige zeigt nur bei richtiger Einstellung den Messwert.

Für den LDR braucht man zwei völlig verschiedene Messbereiche (2 kΩ und 2 MΩ) – genau das meint „Widerstand ändert sich um Zehnerpotenzen“. Strom misst man in Reihe an der mA-Buchse; aus 4,5 V und 3,6 mA folgt für den warmen NTC R = 1,25 kΩ.
Wähle den kleinsten Messbereich, der größer ist als der erwartete Wert.
R: rot in VΩ, schwarz in COM; Bereiche 2k bzw. 2M. Strom: rot in mA, schwarz in COM, Bereich 20m.