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Übungsaufgaben
Reflexionsaufgaben gelten als erledigt, sobald du die Antwort aufklappst und mit deiner Überlegung vergleichst.
1Bauteile im Aufbau findenAFB I
Zeigen Sie im Schema auf das Bauteil, nach dem gefragt wird.
Lies die Frage über dem Schema und klicke das passende Feld an. Es kommen fünf Fragen nacheinander.
Das Schema trennt die drei Rollen im Versuch: Energiequelle (Spannungsquelle und Umschalter), Untersuchungsobjekt (Kondensator und Widerstand, die zusammen die Zeitkonstante festlegen) und Messtechnik (Voltmeter und Stoppuhr). Wer diese Dreiteilung im Kopf hat, kann jeden RC-Aufbau lesen — und weiß sofort, dass ein Voltmeter parallel und niemals in Reihe geschaltet wird.
2Bauteil und KennwertAFB I
Finden Sie die Paare aus Bauteil und zugehörigem Wert bzw. Funktion.
Klicke zwei Karten an. Passen sie zusammen, bleiben sie offen liegen — sonst dreht sich beides zurück.
Zwei der sechs Kennwerte sind für die spätere Auswertung entscheidend: R und C, denn ihr Produkt ist die Zeitkonstante τ = R · C ≈ 4,7 s. Die übrigen Bauteile bestimmen nicht die Physik, sondern die Bedienbarkeit des Versuchs. Merke dir besonders den gepolten Elko: Nur mit ihm bekommt man in der Schule so große Kapazitäten, dafür zerstört ihn eine falsche Polung sofort.
3Durchführung ordnenAFB I
Ordnen Sie die fünf Arbeitsschritte der Durchführung in die richtige Reihenfolge (oben der erste).
Ziehe die Zeilen in die richtige Reihenfolge oder verschiebe sie mit den Pfeiltasten der Zeile.
1Die Schaltung nach dem Schaltplan aufbauen und dabei die Polung des Elektrolytkondensators beachten.
2Den Kondensator über die Quelle vollständig laden, bis das Voltmeter U0 = 10 V anzeigt.
3Die Quelle abklemmen und im selben Moment die Stoppuhr starten.
4Alle 2 s die Spannung am Voltmeter ablesen und in die Messtabelle eintragen.
5Die Messung bis etwa t = 10 s fortsetzen, also über mehrere Zeitkonstanten hinweg.
Die Reihenfolge ist kein Ritual, sondern ergibt sich aus der Physik. Ohne den vollständigen Ladevorgang gäbe es keinen definierten Startwert U0, auf den sich alle späteren Messwerte beziehen. Und weil die Zeitkonstante hier nur 4,7 s beträgt, muss die Uhr im selben Augenblick wie das Abklemmen laufen — eine halbe Sekunde Verzögerung verschiebt bereits jeden einzelnen Zeitwert spürbar.