LW7. Gleichstrom Version vom 24. Juli 2017
|
|
- Johann Schneider
- vor 6 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 Gleichstrom Version vom 24. Juli 2017
2 Inhaltsverzeichnis Grundlagen Begriffe Einleitung Funktionsweise einer Solarzelle Aufgaben Angaben Versuchsaufbau und Durchführung Literaturangaben Galvanische Zelle als Gleichspannungsquelle Grundlagen Begriffe Messprinzip einer realen Spannungsquelle Aufgaben Versuchsaufbau und Durchführung Hinweise für das Protokoll Widerstandsbestimmung mittels Wheatstone-Brücke Grundlagen Begriffe Messprinzip einer Brückenschaltung Aufgaben Versuchsaufbau und Durchführung
3 Lehr/Lernziele Eigenschaften realer Strom- und Spannungsquellen kennenlernen Aufbauen einfacher Schaltungen lernen sowie wiederholen der zugehörigen mathematischen Zusammenhänge Kennlinien Messen und interpretieren lernen Fortgeschrittene Methoden zur Widerstandsmessung kennenlernen Messdaten und Diagramme auswerten lernen Üben genauer Fehlerrechnungen Richtiges Protokollieren lernen 1.1 Grundlagen Begriffe Stromquelle, Spannungsquelle, Photovoltaik, Solarzelle, Strom-Spannungskennlinie Einleitung Jeder Stromkreis setzt sich aus einem oder mehreren Erzeugern elektrischer Energie und einem oder mehreren Verbrauchern elektrischer Energie zusammen. Im strengen physikalischen Sinne sind beides Energiewandler. So gilt etwa die Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie mittels Generator als Erzeugung. Die Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie mittels Elektromotoren ist ein Beispiel für einen Verbraucher. In der Elektrotechnik und Elektronik werden diese beiden Elemente sehr oft als Quelle (Erzeuger) und Senke (Verbraucher) bezeichnet. Quellen unterscheidet man zunächst nach der Art des Stroms oder der Spannung. Bei Gleichstromquellen bleibt die abgegebene Spannung und der entnommene Strom idealer Weise konstant in der Zeit. Im Gegensatz dazu ändern sich bei Wechselstromquellen Strom und Spannung mit der Zeit. Die Bezeichnung Stromquelle wurde bisher für jeden Erzeuger der elektrischen Energie - 1 -
4 verwendet. Allerdings kann man eine Quelle auch anhand ihres Verhaltens im geschlossenen Stromkreis bewerten. Eine Spannungsquelle (z.b. eine Batterie) hat die Eigenschaft, dass sie (wiederum idealerweise) unabhängig von der Belastung die abgegebene Spannung beibehält. Das heißt der Strom stellt sich entsprechend dem angeschlossenen Verbraucher ein. Eine unangenehme Folge dieses Verhaltens (etwa in Form einer Explosion) kann dann auftreten wenn die Batterie kurzgeschlossen wird. Das würde bedeuten, dass ein unendlich großer Strom fließen müsste. Die Stromquelle im eigentlichen Sinn zeigt ein umgekehrtes Verhalten. Sie hält den Strom im Stromkreis unabhängig vom Verbraucher konstant aufrecht. Als Konsequenz muss sich die Ausgangsspannung zwischen den Kontakten der Quelle ändern, wenn sich die Belastung durch den Verbraucher ändert. Auch für eine ideale Stromquelle gibt es den Fall einer Katastrophe, nämlich dann, wenn der elektrische Widerstand des Verbrauchers extrem groß wird oder der Stromkreis nicht geschlossen ist (Leerlauf). Dann müsste die Spannung nach unendlich ansteigen. Eine photovoltaische Solarzelle oder ein Modul aus der Zusammenschaltung mehrerer Zellen ist eine Gleichstromquelle. Die Bestimmung deren elektrotechnischer Eigenschaften ist Gegenstand dieses Experiments. In Abb. 1 sehen Sie die genormten Schaltsymbole für eine Spannungsquelle und eine Stromquelle. Abbildung 1: Schaltsymbole für eine Spannungsquelle (links) und eine Stromquelle (rechts) nach DIN und IEC Funktionsweise einer Solarzelle Eine photovoltaische Solarzelle ermöglicht die Umwandlung von (Tages-)Licht in elektrische Energie. Heute übliche Zellen nutzen den sogenannten inneren Photoeffekt, der auf der Struktur der Elektronenbänder in Halbleitermaterialien beruht. Zwischen dem vollbesetzten Valenzband und dem im Grundzustand leeren Leitungsband gibt es eine Energielücke, ε G von etwa 1 ev (ElektronVolt 1 ev=1, Ws). Betrachtet man das Licht als Teilchenstrahl, so kann jedem Teilchen, dem Photon, die Energie hν zugeordnet werden, wobei h das Planck sche Wirkungsquant und ν die Frequenz des Lichtes sind. Im Vakuum gilt c = λν, wobei c die Lichtgeschwindigkeit und λ die Wellenlänge des Lichtes sind. Treffen Photonen mit Energien hν ε G auf einen Halbleiter auf so werden Elektronen aus dem gebundenen Zustand im Valenzband ins Leitungsband angeregt, wo sie ähnlich wie in Metallen frei beweglich sind. Auch die Elektronen-Leerstellen ( Löcher ) im Valenzband tragen zur Leitfähigkeit bei. Man spricht von einer Ladungsträgergeneration. Die Anzahl - 2 -
5 der generierten Ladungsträger ist gleich der Anzahl der absorbierten Photonen. Das heißt, ob und wie viele Ladungstäger erzeugt werden, hängt von Intensität und spektraler Verteilung des Lichts ab. Halbleiter haben die besondere Eigenschaft, dass sie durch gezieltes Verunreinigen (Dotieren) mit anderen Substanzen in ihren elektrischen Eigenschaften in weiten Grenzen verändert werden können. Diese Dotierstoffe können bewirken, dass in dem Halbleiter sowohl freie Elektronen, als auch positive bewegliche Löcher eingebaut werden (man spricht von n-dotierung und p-dotierung). Fügt man einen n-halbleiter und einen p-halbleiter zusammen, so entsteht durch Diffusion und Rekombination der Ladungsträger eine Sperrschicht, in der es nur wenige Ladungsträger gibt. Diesen Übergang zwischen n- und p-halbleiter nennt man p-n-übergang. An den Grenzen dieses Überganges baut sich eine Potentialbarriere auf, die wegen der kleinen Dicke der Sperrschicht (Größenordnung µm) mit einer sehr hohen Feldstärke verbunden ist. Elektrisch gesehen, stellt ein solcher p-n-übergang eine Diode dar, ein Element, das Strom nur in einer Richtung durchlässt und zwar erst ab einer gewissen Schwellspannung U S. Wird diese überschritten, so steigt der Strom durch die Diode exponentiell an. Mit Hilfe dieser Potentialbarriere können die lichtgenerierten Ladungsträger beschleunigt (und damit von den Löchern getrennt) werden. Diese Beschleunigungsenergie können sie dann in einem äußeren Stromkreis als elektrische Nutzenergie abgeben. Das elektrische Verhalten einer idealen Solarzelle kann als Stromquelle beschrieben werden, der eine Diode als interner Verbraucher (= Verlust) parallel geschaltet ist (Abb. 2). Das ist so, weil eine Solarzelle vom prinzipiellen Aufbau her eine Diode ist. Der parallele interne Verbraucher ist also die Diode (=Solarzelle) selbst, die ab einer gewissen Spannung in Durchlassrichtung öffnet, und den gesamten Strom innen fließen lässt. Mehr darüber erfahren Sie in LW11. Ein (vertontes) Video zum Aufbau und zur Funktionsweise von Dioden finden Sie auf der elearning-seite des Anfängerpraktikums zu diesem Kurstag
6 Abbildung 2: Einfaches elektrisches Ersatzschaltbild einer Solarzelle (links) und eines durch einen Widerstand symbolisierten Verbrauchers (rechts). Die Stromquelle erzeugt einen, der nutzbaren Lichtintensität proportionalen Strom i L, der unabhängig von der angeschlossenen elektrischen Last (dem Verbraucher) ist. Die Klemmenspannung U ext stellt sich als Folge des elektrischen Widerstands R L des Verbrauchers ein: U ext = R L i ext (1) Konstruktionsbedingt fließt innerhalb der Solarzelle ein Strom i D, der den lichtgenerierten Strom i L im äußeren Stromkreis verringert, so dass der im äußeren Stromkreis fließende Strom i ext gegeben ist durch: i ext = i L i D (2) Aus der Sicht der Erzeugung elektrischer Energie ist das ein unerwünschter interner Verlust. Vom elektrotechnischen Standpunkt aus gesehen, ist diese Eigenschaft der Solarzelle allerdings eine wirkungsvolle Sicherung, die die oben erwähnte Möglichkeit einer unendlichen Spannung im Fall des offenen Stromkreises (Leerlauf) verhindert. Solange die Spannung an der Diode in Abb. 2 unterhalb der Schwellspannung U S liegt, fließt nahezu kein Strom durch die Diode und der gesamte Strom der Stromquelle gelangt in den äußeren Stromkreis (i ext i L ). Wenn die Spannung bei großen Lastwiderständen die Schwelle U S überschreitet, fließt Strom durch die Diode und i ext geht rasch gegen Null. Dieses Verhalten führt zu Strom-Spannungs-Kennlinien, wie sie in Abb. 3 für 2 Lichtintensitäten gezeigt sind
7 Abbildung 3: Strom-Spannungskennlinien einer Solarzelle bei 2 Beleuchtungsstärken. Als Beispiel sind für den Lastwiderstand R L = 10 Ω die Arbeitspunkte eingezeichnet. Die grauen Rechtecke entsprechen den elektrischen Leistungen. Der von der Solarzelle abgegebene Strom ist für kleine Spannungen U ext nahezu konstant, die Solarzelle arbeitet also als Stromquelle. Ab einer gewissen Spannung geht der Strom rasch gegen Null - die innere Diode macht auf. Zwei wichtige Kenngrößen bestimmen die Kennlinie: der Kurzschlussstrom I KS und die Leerlaufspannung U LL. Für den Fall R L = 0 (idealer elektrischer Kurzschluss der Solarzelle) ist U ext = 0. Für diesen Fall wird i ext als Kurzschlussstrom I KS bezeichnet. Ist der äußere Stromkreis offen, so entspricht das R L = (Leerlauf der Solarzelle). Der gesamte lichtgenerierte Strom fließt als interner Verluststrom über die Diode und i ext = 0. Die Spannung U ext wird als Leerlaufspannung U LL bezeichnet. I KS und U LL sind als ideale Größen nicht experimentell zugänglich, sondern werden durch die Extrapolation der Kennlinie nach R L = 0 bzw. R L = bestimmt. Die Rechtecksflächen im Strom-Spannungsdiagramm entsprechen den elektrischen Leistungen P ext, die am jeweiligen Lastwiderstand R L erbracht werden. Aus der Kennlinie kann daher ein Diagramm rechnerisch ermittelt werden, welches die Leistung P ext = U ext I ext als Funktion von R L = U ext /I ext zeigt (Abb. 4)
8 Abbildung 4: Aus Abb. 3 berechnetes Diagramm der elektrischen Leistung P ext als Funktion des Lastwiderstands R L. Das Maximum P max tritt bei R L,max auf. Die größtmögliche, der Solarzelle entnehmbare Leistung P max sowie der zugehörige Lastwiderstand R L,max können aus Abb. 4 direkt abgelesen werden. Der Übergang von U ext < U LL nach U ext > U LL erfolgt, wie Abb. 2 zeigt, nicht abrupt (Stufenfunktion), sondern kontinuierlich. Wie gut die Kennlinie sich einer idealen Stufenfunktion annähert, wird durch den Kurvenfüllfaktor CF F beschrieben, definiert durch: CF F = P max I KS U LL (3) also den Quotienten aus der Fläche des Rechteckes, das vom Arbeitspunkt mit der größten Leistung definiert wird und der Fläche des Rechteckes mit den Seitenlängen I KS und U LL (sozusagen der idealen Kennlinie ). CF F = 1 würde bedeuten: die Kennlinie ist eine Stufenfunktion und der Arbeitspunkt befindet sich in der Ecke der Stufe. Gute Solarzellen erreichen derzeit Werte von CF F zwischen 0,8 und 0,9. Der optimale Lastwiderstand R L,max eines Verbrauchers ist für den Einsatz von Photovoltaikmodulen zur großtechnischen Erzeugung elektrischer Energie aus Sonnenlicht von großer Bedeutung. Nur wenn die an eine Solaranlage angeschlossenen Verbraucher in Summe den optimalen Widerstands (annähernd) erreichen, kann sie effizient betrieben werden. Die Kennzahl dafür ist der Wirkungsgrad, definiert als Quotient von abgegebener elektrischer Energie zu einfallender Solarenergie. Dieser bezieht sich immer auf die optimale Anpassung des oder der Verbraucher an die Solarmodule. In der Praxis verwendet man einen elektrischen Impedanzwandler. Auf dessen Eingangsseite wird der Widerstand (des Wandlers) elektronisch den Erfordernissen der Solarmodule nachgeführt. Die Ausgangsseite (des Wandlers) zum Verbraucher hin ist vom Eingangsstromkreis unabhängig und wird - 6 -
9 den Bedürfnissen des Verbrauchers angepasst. Damit wird der Wirkungsgrad des gesamten Systems unabhängig von den angeschlossenen und eingeschalteten Verbrauchern. 1.2 Aufgaben Beachten Sie bitte, dass für LW7 für jeden Termin des Praktikums andere Angaben festgelegt sind. In diesem Teil von LW7 wird der Abstand der Solarzelle von der Lampe vorgegeben. Ihre persönliche Angabe finden Sie im Anschluss an die Aufgabenstellung unter dem Abschnitt Angaben, geordnet nach Gruppennummern. 1. Für zwei Beleuchtungsintensitäten (bei einem festen Abstand, aber einmal voll beleuchtet und einmal zu einem Achtel abgeschattet) bestimmen Sie durch die Veränderung des Lastwiderstands eine Reihe von Strom- Spannungswerten um eine Strom- Spannungskennlinie (I(U), kurz Kennlinie ) aufzunehmen. 2. Diese Werte tragen Sie in ein der Abb. 3 ähnlichem Diagramm ein. Durch Extrapolation zu den Achsenabschnitten ermitteln Sie Kurzschlussstrom I KS und Leerlaufspannung U LL. 3. Für die Strom- Spannungsdatenreihe berechnen Sie die entsprechenden Leistungswerte und die zugehörigen Lastwiderstände. 4. Tragen Sie die ermittelten Daten für Leistung und Widerstand in ein Diagramm ähnlich der Abb. 4 ein. 5. Aus dem Diagramm bestimmen Sie den Punkt maximaler Leistung P max samt zugehörigen Lastwiderstand. 6. Berechnen Sie den Kurvenfüllfaktor: CF F = P max I KS U LL (4) 7. Stellen Sie alle Kenndaten I KS, U LL, CF F, und R L. für beide Beleuchtungsstärken in einer Tabelle zusammen Angaben Wählen Sie entsprechend ihrer Gruppeneinteilung den vorgegebenen Abstand zwischen Lampe und Solarmodul aus Tabelle
10 Tabelle 1: Angaben zur Aufgabenstellung Gruppe Abstand in cm Versuchsaufbau und Durchführung Für diesen Versuch benötigen Sie: Ein kleines Solarzellenmodul montiert in einem Gehäuse mit Lampe. Einen variablen Widerstand R L der als Verbraucher dient. Einen Widerstand R I = 0, 524 Ω (± 0, 2% bei 22 o C und R I I 2 5 mw) zur Strombestimmung. Zwei Gleichspannungsmessgeräte (z.b. Fluke 183). Anhand des Schaltplans in Abb. 5 wird der Versuch aufgebaut. Abbildung 5: Schaltplan zur Bestimmung der Strom-Spannungskennlinie eines Solarzellenmoduls
11 Das Solarzellenmodul ist auf einer Hebebühne montiert, sodass sein Abstand zur Lampe geändert werden kann. Die Abstandsmessung erfolgt zwischen Solarzelle und der inneren, oberen Kante der Box. Dadurch lassen sich verschiedene Beleuchtungsintensitäten einstellen. Wie erklärt wurde, ist der Bereich für Lastwiderstände nahe 0 Ω für die Auswertung der Daten wichtig. Aus diesem Grund wird der Strom nicht direkt mittels Amperemeters bestimmt, da der Innewiderstand des Messgeräts zu groß wäre. Anstelle dessen wird ein Messwiderstand R I verwendet und die Spannung an diesem registriert. Den Strom können Sie aus der gemessenen Spannung bestimmen: I = U Messung /R I. Mit dem zweiten Voltmeter messen Sie die Klemmenspannung an der Stromquelle. Vor dem eigentlichen Messvorgang wird der Abstand zwischen Solarzellenmodul und Lampe eingestellt. Schalten Sie die Lampe ein und warten, dass sowohl die Lampe ihre Betriebstemperatur erreicht hat als auch darauf, dass sich das Photovoltaikmodul nicht mehr weiter erwärmt. Das wird etwa Minuten nach dem Einschalten der Lampe der Fall sein. Nun können Sie mit der Messung beginnen. Drehen Sie dazu den variablen Widerstand R L bis zu einem der beiden Anschläge. Der eigentlich eingestellte Wert des Widerstands ist belanglos, da Sie ohnehin sowohl Strom als auch Spannung erfassen. Notieren Sie sich den Spannungswert für die Klemmenspannung und den Wert für den Strom. Ändern Sie danach schrittweise den Lastwiderstand und zeichnen Sie damit die Kennlinie auf. Orientieren Sie sich an den Kennlinien in Abb. 3, um die Anzahl der Messpunkte zu bestimmen, die für die verschiedenen Bereiche der Kennlinie notwendig sind. Empfehlenswert ist auch, die Kennlinie schon während der Messung mittels QTIPlot zu zeichnen. Wiederholen Sie den Messvorgang bis Sie den Anschlag des variablen Widerstands erreicht haben. Nahe der Leerlaufspannung ändert sich der Strom stark und die Klemmenspannung nur wenig. Nahe des Kurzschluss-Stroms ändert sich die Klemmenspannung stark und der Strom nur wenig. Arbeiten Sie zügig, denn bei einer lang dauernden Ausführung des Versuchs kann die Lage Ihrer Kennlinie durch eine möglichen Änderung der Temperatur sehr stark beeinflusst werden. Der zusammengestellte Messaufbau ist in Abb. 6 zu sehen. Um Ihr Grundlagenwissen zum Aufbau einfacher Messschaltungen aufzufrischen finden Sie auf der elearning-seite des Anfängerpraktikums zu diesem Kurstag ein vertontes Lehrvideo. Als weitere Hilfsmittel zu LW7 finden Sie auf der elearning-seite des Anfängerpraktikums den Link zu einem Schaltungssimulator, ein Glossar elektrischer Begriffe und eine Tabelle der wichtigsten Schaltsymbole. Wenn Sie das Programm QTI-Plot verwenden (empfohlen), können Sie mathematische Operationen spaltenweise durchführen, etwa zur Bestimmung des Stroms und zur Be
12 Abbildung 6: Aufgebautes Experiment zur Bestimmung der Strom-Spannungskennlinie eines Solarmoduls. rechnung der Widerstands- und Leistungswerte. Die Erstellung eines Diagrammes ist in QTI-Plot sehr einfach. Außerdem kann das Programm eine Kurve numerisch extrapolieren, so dass Sie die beiden Achsenschnittpunkte I KS und U LL sehr einfach ermitteln können (siehe Leitfaden). 1.4 Literaturangaben Bergmann Schaefer, "Elektrizität und Magnetismus", Band 2, 7. Auflage, Walter de Gruyter, New York 1987, p.668ff und p.762ff Demtröder, "Experimentalphysik 3", 2. Auflage, Springer, New York, p468ff. Stichworte in der online Wikipedia Photovoltaik, Stromquelle
13 2 Galvanische Zelle als Gleichspannungsquelle 2 Galvanische Zelle als Gleichspannungsquelle 2.1 Grundlagen Begriffe Quellenspannung, Klemmenspannung, Innenwiderstand, Ohm sches Gesetz, Kirchhoff sche Regeln Messprinzip einer realen Spannungsquelle Den Ohm schen Widerstand einer Spannungs- oder Stromquelle nennt man Innenwiderstand R i. Jede reale (d.h. technisch realisierbare) Spannungsquelle hat einen endlichen (von Null verschiedenen) Innenwiderstand. Das Verhalten der Quelle in einem Stromkreis lässt sich durch ein Ersatzschaltbild beschreiben: eine ideale Quelle (Innenwiderstand = 0) in Serie mit einem Widerstand R i. Abb. 7 zeigt einen Stromkreis bestehend aus einer Batterie und einem Lastwiderstand R L. Abbildung 7: Einfacher Stromkreis mit einer Batterie als Spannungsquelle. Die Spannung U 0 der idealen Batterie heißt Quellenspannung, die an den Kontakten K+ und K- messbare Spannung U KL Klemmenspannung. Alles, was in Abb. 7 innerhalb des gestrichtelten Kästchens liegt, ist in der realen Batterie eingebaut - nur die beiden Kontakte (Klemmen) an der Batterie sind zu sehen. Der Strom in der Serienschaltung ist überall der selbe und ist nach dem Ohm schen Gesetz gleich I = U 0 /(R i + R L ). Er bewirkt am
14 2 Galvanische Zelle als Gleichspannungsquelle Innenwiderstand einen Spannungsabfall von U i = IR i. Die Kirchhoff sche Maschenregel besagt 0 = U 0 IR i U KL. Daraus folgt U KL = U 0 IR i. (5) Gleichung 5 zeigt, dass die Klemmenspannung durch die Belastung (= Stromfluss) kleiner wird als die Quellenspannung und zwar ist die Abnahme linear in I. Nur im Fall I = 0 (entspricht R L =, also offenen Klemmen) gilt U KL = U 0. Gleichung 5 zeigt auch einen Weg zur Bestimmung von R i : misst man die Klemmenspannung als Funktion des Stromes U KL (I), dann erhält man eine (fallende) Gerade, deren Steigung gleich R i ist. Eine solche Bestimmung ist der Inhalt dieses Experimentes. 2.2 Aufgaben 1. Nehmen Sie die Strom-Spannungskennlinie U KL (I) einer Batterie auf. 2. Bestimmen Sie aus der Kennlinie den Innenwiderstand der Batterie R i und die Quellenspannung U Versuchsaufbau und Durchführung Abb. 8 zeigt ein Foto des Messaufbaues. Die Batterie, ein Taster und die wichtigsten Verbindungsleitungen sind auf einem Plastikbrett montiert. Als Volt- und Amperemeter dienen 2 Digitalvoltmeter (z.b. Fluke 183), als Lastwiderstand eine Widerstandsdekade 1. Die notwendigen Stromleitungen sind in Abb. 8 als rote Linien angedeutet. Beachten Sie in Abb. 8, wie die Widerstanddekade eingebaut werden muss. Die Batterie kann eine gewöhnliche Batterie oder auch eine aufladbare RAM-Zelle sein. Das Voltmeter misst direkt die Klemmenspannung der Batterie. Der Strom fließt nur, wenn der Taster gedrückt wird. 1 In einer Widerstandsdekade sind zahlreiche Ohm sche Widerstände eingebaut, die mittels der Schalter auf verschiedene Weise kombiniert werden können. Der Gesamtwiderstand der Dekade ändert sich dadurch in diskreten Stufen und ist gleich der Summe der Zahlen über den eingestellten Schaltern
15 2 Galvanische Zelle als Gleichspannungsquelle Abbildung 8: Messaufbau (schematisch) zur Bestimmung des Innenwiderstandes. Der Taster wird nur solange gedrückt, wie es zum Ablesen der Messgeräte notwendig ist. Dieses Vorgehen ist notwendig, weil die Batterie als galvanische Zelle ihre Eigenschaften durch Stromabgabe verändert. Vor allem bei kleinen Lastwiderständen (= großen Strömen) würde die Batterie ihre Eigenschaften während der Messung ändern. Vorgangsweise zur Aufnahme und Auswertung der Strom-Spannungskennlinie: Messen Sie zunächst die Leerlaufspannung (Taster offen!). Beginnen Sie mit einem Lastwiderstand von ca. 200 Ω und verkleinern Sie den Widerstand sukzessive bis ca. 10 Ω. Widerstände < 10 Ω sollten NICHT verwendet werden, da sie die Batterie zu hoch belasten! Notieren Sie für jeden Lastwiderstand die Klemmenspannung U KL und den Strom I. Nach jeder Ablesung warten Sie, bis sich die Leerlaufspannung stabilisiert hat (Taster offen!). Der Anfangswert wird allerdings meist nicht mehr erreicht
16 2 Galvanische Zelle als Gleichspannungsquelle Tragen Sie dann die Messwerte grafisch auf und bestimmen Sie aus der Steigung der Geraden den Innenwiderstand der Batterie (siehe Gleichung 5). Für die Auswertung bestens geeignet ist das Programm QTI-Plot, das Ihnen auch gleich den Fehler des Anstieges errechnet (siehe Leitfaden). Vor allem bei kleinen Strömen kann die Kennlinie beträchtlich vom linearen Verlauf abweichen. Die Auswertung darf dann nur mit dem linearen Teil durchgeführt werden! In Gleichung 5 wird der Innenwiderstand als konstant, also unabhängig vom Strom, vorausgesetzt. Die Messergebnisse zeigen, dass dies nur in einem Teilbereich der Fall ist. In QTI-Plot kann man den Datenbereich für Kurvenanpassungen einschränken Hinweise für das Protokoll Ein Foto ersetzt niemals eine Schaltskizze! Stellen Sie die U KL (I)-Kennlinie in einem Diagramm dar (bzw. in zwei Diagrammen, wenn Sie zur Auswertung ein eigenes verwenden, siehe Versuchsdurchführung). Anzugeben ist der Innenwiderstand und die Quellenspannung und deren Messunsicherheit (im Text! Ein bloßer Verweis auf das Diagramm genügt nicht!) Wenn die Kennlinie bei kleinen I stark vom linearen Verlauf abweicht, dann ist die Quellenspannung nicht nur aus der linearen Extrapolation auf I = 0, sondern auch aus dem Verlauf der Kennlinie abzuschätzen und mit der gemessenen Leerlaufspannung zu vergleichen. Wenn Sie die Auswertung mit QTI-Plot durchführen, dann erhalten Sie aus der linearen Regression direkt die Messunsicherheiten der beiden Größen. 3 2 Andere Möglichkeit: in einem 2. Diagramm nur die Messwerte eintragen, die einen linearen Verlauf zeigen und die lineare Regression in diesem Diagramm durchführen. Das 1. Diagramm mit allen Messwerten sollte jedoch ebenfalls im Protokoll enthalten sein! 3 Falls Sie ein anderes Programm verwenden (nicht empfohlen!), müssen Sie den Fehler aus den Gerätegenauigkeiten abschätzen und die Fehlerfortpflanzung anwenden. Bei der Messunsicherheit des Anstieges können Sie z.b. so vorgehen: 1) Suchen Sie 2 Punkte der Kennlinie aus, die möglichst genau auf der Ausgleichsgerade liegen. Die Steigung der Geraden ist dann k = (U 2 U 1 )/(I 2 I 1 ). 2) Bestimmen Sie die Fehler jeder Größe in diesem Quotienten (Betriebsanleitung). 3) Berechnen Sie mit dem Gauß schen Fehlerfortpflanzungsgesetz sukzessive die Messunsicherheiten des Zählers und des Nenners, sowie des Quotienten. Für Summen/Differenzen und für Quotienten gibt es vereinfachte Formeln (siehe Leitfaden). Der Messunsicherheit der Quellenspannung ist annähernd gleich der Messunsicherheit der Spannung beim kleinsten gemessenen Strom
17 3 Widerstandsbestimmung mittels Wheatstone-Brücke 3 Widerstandsbestimmung mittels Wheatstone-Brücke 3.1 Grundlagen Begriffe Ohm scher Widerstand, Spannungsteiler(Schleifdrahtwiderstand), Brückenschaltung, Nullabgleich, Serien- bzw. Reihenschaltung, Parallelschaltung Messprinzip einer Brückenschaltung Das Messverfahren der Wheatstonebrücke dient im Allgemeinen der Berechnung eines unbekannten Widerstandes. Dabei werden vier Widerstände in einem Schaltkreis zusammengeschlossen, wobei zwei zueinander parallel geschaltete Zweige jeweils zwei in Serie geschaltete Widerstände enthalten. Die Schaltskizze einer Wheatstonebrücke ist in Abb. 9 illustriert. Abbildung 9: Schaltskizze einer Wheatstonebrücke Für die Messung eines unbekannten Widerstandes R x benötigt man einen bekannten Widerstand R 0. Von zwei weiteren Widerständen R a und R b muss man lediglich das Verhältnis kennen. Ist dieses Verhältnis gleich groß wie R x :R 0 so befindet sich die Brücke (der
18 3 Widerstandsbestimmung mittels Wheatstone-Brücke Verbindungsast zwischen den beiden Widerständen) im ausgeglichenen Zustand. An beiden Zweigen der Parallelschaltung liegt dieselbe Spannung an. Da die seriell geschalteten Widerstände im selben Verhältnis stehen, fällt an R x und R a bzw. R 0 und R b dieselbe Spannung ab. Somit befindet sich an der Brücke kein Potentialunterschied. Es liegt also keine Spannung an und fließt kein Strom. In Abb. 9 erkennt man den ausgeglichenen Zustand U = 0 an der schwarzen Verbindung (mittlere Stellung der Pfeile) der beiden Teilstrecken. Hier ist das Verhältnis der Widerstände gleich groß und der Potentialunterschied an der Brücke gleich Null. Ist das Verhältnis der Widerstände nicht ident, herrscht ein Potentialunterschied, dargestellt durch die blaue bzw. rote (rechte U < 0 bzw. linke Stellung U > 0) Verbindung. Für den ausgeglichenen Zustand gilt: I 1 R a = I 2 R x (6) und I 1 R b = I 2 R 0 (7) Durch Dividieren ergibt sich: und somit R a R b = R x R 0 (8) R x = R 0 Ra R b (9) Wie schon erwähnt, fließt weder Strom noch liegt eine Spannung am Messgerät an. Daher ist es nicht relevant, ob man ein Ampere- oder Voltmeter verwendet. Man braucht lediglich ein Messgerät, dessen Nullpunkt kalibiert ist, um den ausgeglichenen Zustand zu finden. Somit fließt auch der Messfehler des Messgerätes nicht in die Berechnung mit ein. In folgendem Experiment werden R a und R b durch die beiden Teile des Schleifdrahtwiderstandes realisiert. Da der Draht über seine gesamte Länge konstanten Querschnitt und konstanten spezifischen Widerstand besitzt, stehen die Teilwiderstände im selben Verhältnis wie ihre Längen a und b. Somit gilt R a : R b = a : b, wodurch nur die Längen gemessen werden müssen
19 3 Widerstandsbestimmung mittels Wheatstone-Brücke 3.2 Aufgaben 1. Messen Sie mit Hilfe der Brückenschaltung drei unbekannte Widerstände R F,R G,R M. 2. Bestimmen Sie den Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung aus R G und R M und vergleichen Sie das Messergebnis mit der Berechnung. 3. Bestimmen Sie den Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung aus R G und R M und verlgeichen Sie das Messergebnis mit der Berechnung. 3.3 Versuchsaufbau und Durchführung Abb. 10 zeigt die Geräte welche bei dem Versuch verwendet werden: Abbildung 10: Verwendete Geräte zum Aufbau der Wheatstonebrücke: 1. 2,3V- Gleichspannungsnetzgerät, 2. Schleifdrahtwiderstand (variable Widerstände), 3. Widerstandsdekade (bekannter Widerstand), 4. Zeigeramperemeter, 5. unbekannter Widerstand Diese Geräte werden nach Abb. 9 miteinander verbunden. Bei der Anwendung der Widerstandsdekade ist es wichtig, dass R 0 immer größer null ist, damit das Amperemeter im Stromkreis nicht kurzgeschlossen wird. Achten Sie also stets darauf, zuerst einen zusätzlichen Widerstand dazu zu schalten, bevor Sie einen anderen entfernen. Beginnen Sie mit dem Widerstand R G. Stellen Sie bei der Widerstandsdekade einen Wert von R 0 = 100 Ω ein. Verschieben Sie den Schleifdrahtwiderstand so lange, bis das Am
20 3 Widerstandsbestimmung mittels Wheatstone-Brücke peremeter Null anzeigt. Zur Feinabstimmung drücken Sie die rote Taste und optimieren Sie das Ergebnis. Lesen Sie die Längen am Spannungsteiler ab und bestimmen Sie das Verhältnis R a /R b = a/b. Berechnen Sie daraus und mit R 0 den unbekannten Widerstand. Führen Sie auch eine Fehlerrechnung durch. Warum ist diese Messung jedoch nicht ideal? - Argumentieren Sie die Frage hinsichtlich der Messgenauigkeit. Führen Sie die Messung ein zweites Mal mit R G durch, wobei Sie nun sowohl den Schieberegler als auch die Widerstandsdekade verändern dürfen. Das Ergebnis wird genauer, wenn sich der Schieberegler in der Mitte der Widerstandsleiste befindet. Verändern Sie R 0 dementsprechend und bestimmen Sie noch einmal das Verhältnis. Berechnen Sie wieder den unbekannten Widerstand mit seinem Fehler. Warum hat sich der Fehler nun verringert? Führen Sie eine optimierte Messung mit den anderen beiden Widerständen durch. Bauen Sie nun eine Serienschaltung mit den Widerständen R G und R M auf. Berechnen Sie den Gesamtwiderstand dieser Schaltung und überlegen Sie, welcher Widerstand an der Widerstandsdekade eingestellt werden soll, damit die Messung wieder optimiert wird. (Sollte Ihnen entfallen sein, wie man den Gesamtwiderstand einer Serien- bzw. Parallelschaltung ermittelt, legen wir Ihnen herzlich nahe, die Praktikumsanleitung LS11 zu studieren.) Führen Sie die Messung durch und vergleichen die Resultate. Dieser Versuch wird mit einer Parallelschaltung wiederholt
LW6. Gleichstrom Version vom 30. Juli 2015
LW6 Gleichstrom Version vom 30. Juli 2015 Inhaltsverzeichnis 1 1.1 Grundlagen................................... 1 1.1.1 Begriffe................................. 1 1.1.2 Einleitung................................
MehrPW9. Gleichstrom Version vom 29. November 2016
Gleichstrom Version vom 29. November 2016 Inhaltsverzeichnis 1 Solarzellen als Gleichstromquelle 3 1.1 Grundlagen................................... 3 1.1.1 Begrie................................. 3 1.1.2
MehrGleichstromkreis. 2.2 Messgeräte für Spannung, Stromstärke und Widerstand. Siehe Abschnitt 2.4 beim Versuch E 1 Kennlinien elektronischer Bauelemente
E 5 1. Aufgaben 1. Die Spannungs-Strom-Kennlinie UKl = f( I) einer Spannungsquelle ist zu ermitteln. Aus der grafischen Darstellung dieser Kennlinie sind Innenwiderstand i, Urspannung U o und Kurzschlussstrom
MehrPhysikalisches Praktikum. Grundstromkreis, Widerstandsmessung
Grundstromkreis, Widerstandsmessung Stichworte zur Vorbereitung Informieren Sie sich zu den folgenden Begriffen: Widerstand, spezifischer Widerstand, OHMsches Gesetz, KIRCHHOFFsche Regeln, Reihenund Parallelschaltung,
MehrPhysikalisches Anfängerpraktikum Teil 2 Elektrizitätslehre. Protokollant: Versuch 27 Solarzellen
Physikalisches Anfängerpraktikum Teil 2 Elektrizitätslehre Protokoll Versuch 27 Solarzellen Harald Meixner Sven Köppel Matr.-Nr. 3794465 Matr.-Nr. 3793686 Physik Bachelor 2. Semester Physik Bachelor 2.
MehrHinweise zum Extrapolieren (Versuche 202, 301, 109)
Hinweise zum Extrapolieren (Versuche 202, 301, 109) Bei vielen physikalischen Experimenten wird das (End-) Messergebnis von Größen mitbestimmt, die in einer einfachen Beschreibung nicht auftauchen (z.b.
MehrELEKTRISCHE GRUNDSCHALTUNGEN
ELEKTRISCHE GRUNDSCHALTUNGEN Parallelschaltung Es gelten folgende Gesetze: (i) An parallel geschalteten Verbrauchern liegt dieselbe Spannung. (U = U 1 = U 2 = U 3 ) (ii) Bei der Parallelschaltung ist der
MehrDer elektrische Widerstand R. Auswirkung im Stromkreis Definition Ohmsches Gesetz
Der elektrische Widerstand R Auswirkung im Stromkreis Definition Ohmsches Gesetz Kennlinie Wir wissen, am gleichen Leiter bewirken gleiche Spannungen gleiche Ströme. Wie ändert sich der Strom, wenn man
MehrElektrische Grundgrößen, Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Gesetze, Wheatstonesche Brücke
E Elektrische Meßinstrumente Stoffgebiet: Elektrische Grundgrößen, Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Gesetze, Wheatstonesche Brücke Versuchsziel: Benützung elektrischer Messinstrumente (Amperemeter, Voltmeter,
MehrEinführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde. Sommersemester VL #19 am
Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde Sommersemester 007 VL #9 am 30.05.007 Vladimir Dyakonov Leistungsbeträge 00 W menschlicher Grundumsatz 00 kw PKW-Leistung
MehrEinführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde. Sommersemester 2009
Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde Sommersemester 009 VL #6 am 7.05.009 Vladimir Dyakonov / Volker Drach Leistungsbeträge 00 W menschlicher Grundumsatz
MehrStrom und Spannungsmessung, Addition von Widerständen, Kirchhoffsche Regeln, Halbleiter, p-n-übergang, Dioden, fotovoltaischer Effekt
Versuch 27: Solarzellen Seite 1 Aufgaben: Vorkenntnisse: Lehrinhalt: Literatur: Messung von Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung von Solarzellen, Messung der I-U-Kennlinien von Solarzellen, Bestimmung
MehrELEKTRISCHE SPANNUNGSQUELLEN
Physikalisches Grundpraktikum I Versuch: (Versuch durchgeführt am 17.10.2000) ELEKTRISCHE SPANNUNGSQUELLEN Denk Adelheid 9955832 Ernst Dana Eva 9955579 Linz, am 22.10.2000 1 I. PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN
MehrInhalt. 1. Erläuterungen zum Versuch 1.1. Aufgabenstellung und physikalischer Hintergrund 1.2. Messmethode und Schaltbild 1.3. Versuchdurchführung
Versuch Nr. 02: Bestimmung eines Ohmschen Widerstandes nach der Substitutionsmethode Versuchsdurchführung: Donnerstag, 28. Mai 2009 von Sven Köppel / Harald Meixner Protokollant: Harald Meixner Tutor:
MehrSpule, Kondensator und Widerstände
Spule, Kondensator und Widerstände Schulversuchspraktikum WS 00 / 003 Jetzinger Anamaria Mat.Nr.: 975576 Inhaltsverzeichnis. Vorwissen der Schüler. Lernziele 3. Theoretische Grundlagen 3. Der elektrische
MehrPhysik-Übung * Jahrgangsstufe 8 * Elektrische Widerstände Blatt 1
Physik-Übung * Jahrgangsstufe 8 * Elektrische Widerstände Blatt 1 Geräte: Netzgerät mit Strom- und Spannungsanzeige, 2 Vielfachmessgeräte, 4 Kabel 20cm, 3 Kabel 10cm, 2Kabel 30cm, 1 Glühlampe 6V/100mA,
MehrLaboratorium für Grundlagen Elektrotechnik
niversity of Applied Sciences Cologne Fakultät 07: nformations-, Medien- & Elektrotechnik nstitut für Elektrische Energietechnik Laboratorium für Grundlagen Elektrotechnik Versuch 1 1.1 Aufnahme von Widerstandskennlinien
MehrDieses Buch darf ohne Genehmigung des Autors in keiner Form, auch nicht teilweise, vervielfältig werden.
Netzwerke berechnen mit der Ersatzspannungsquelle von Wolfgang Bengfort ET-Tutorials.de Elektrotechnik verstehen durch VIDEO-Tutorials zum Impressum Rechtlicher Hinweis: Alle Rechte vorbehalten. Dieses
MehrElektrische Messverfahren
Vorbereitung Elektrische Messverfahren Carsten Röttele 20. Dezember 2011 Inhaltsverzeichnis 1 Messungen bei Gleichstrom 2 1.1 Innenwiderstand des µa-multizets...................... 2 1.2 Innenwiderstand
MehrVersuch 17: Kennlinie der Vakuum-Diode
Versuch 17: Kennlinie der Vakuum-Diode Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 3 2 Theorie 3 2.1 Prinzip der Vakuumdiode.......................... 3 2.2 Anlaufstrom.................................. 3 2.3 Raumladungsgebiet..............................
Mehr1. Ablesen eines Universalmessgerätes und Fehlerberechnung
Laborübung 1 1-1 1. Ablesen eines Universalmessgerätes und Fehlerberechnung Wie groß ist die angezeigte elektrische Größe in den Bildern 1 bis 6? Mit welchem relativen Messfehler muss in den sechs Ableseübungen
MehrSchaltungen mit mehreren Widerständen
Grundlagen der Elektrotechnik: WIDERSTANDSSCHALTUNGEN Seite 1 Schaltungen mit mehreren Widerständen 1) Parallelschaltung von Widerständen In der rechten Schaltung ist eine Spannungsquelle mit U=22V und
MehrUNIVERSITÄT BIELEFELD
UNIVERSITÄT BIELEFELD Elektrizitätslehre GV: Gleichstrom Durchgeführt am 14.06.06 Dozent: Praktikanten (Gruppe 1): Dr. Udo Werner Marcus Boettiger Philip Baumans Marius Schirmer E3-463 Inhaltsverzeichnis
MehrVorbereitung zum Versuch
Vorbereitung zum Versuch elektrische Messverfahren Armin Burgmeier (347488) Gruppe 5 2. Dezember 2007 Messungen an Widerständen. Innenwiderstand eines µa-multizets Die Schaltung wird nach Schaltbild (siehe
MehrStrom-Spannungs-Kennlinie und Leistung einer Solarzelle
Strom-Spannungs-Kennlinie und Leistung einer Solarzelle ENT Schlüsselworte Solarzelle, Kennlinie, Spannung, Stromstärke, Leistung, Widerstand, Innenwiderstand, Anpassung Prinzip Die Strom-Spannungs-Kennlinie
MehrPhysikalisches Anfängerpraktikum Teil 2 Elektrizitätslehre. Protokollant: Sven Köppel Matr.-Nr Physik Bachelor 2.
Physikalisches Anfängerpraktikum Teil Elektrizitätslehre Protokoll Versuch 1 Bestimmung eines unbekannten Ohm'schen Wiederstandes durch Strom- und Spannungsmessung Sven Köppel Matr.-Nr. 3793686 Physik
MehrGrundlagen der Elektrotechnik
Grundlagen der Elektrotechnik Kapitel : Wichtige Schaltungen der Elektrotechnik Wichtige Schaltungen der Elektrotechnik.1 Belasteter Spannungsteiler. Messschaltungen 4..1 Wheatstone-Messbrücke 4.. Kompensationsschaltung
MehrSpannungsquellen. Grundpraktikum I. Mittendorfer Stephan Matr. Nr Übungsdatum: Abgabetermin:
Grundpraktikum I Spannungsquellen 1/5 Übungsdatum: 7.11. Abgabetermin: 3.1. Grundpraktikum I Spannungsquellen stephan@fundus.org Mittendorfer Stephan Matr. Nr. 9956335 Grundpraktikum I Spannungsquellen
MehrI. Bezeichnungen und Begriffe
UniversitätPOsnabrück Fachbereich Physik Vorlesung Elektronik 1 Dr. W. Bodenberger 1. Einige Bezeichnungen und Begriffe I. Bezeichnungen und Begriffe Spannung: Bezeichnung: u Signalspannung U Versorgungsspannung
MehrLo sung zu UÜ bung 1. I Schaltung Ersatzquellenberechnung. 1.1 Berechnung von R i
Lo sung zu UÜ bung 1 I Schaltung 1 Schaltbild 1: 1.Schaltung mit Spannungsquelle 1. Ersatzquellenberechnung 1.1 Berechnung von R i Zunächst Ersatzschaltbild von den Klemmen aus betrachtet zeichnen: ESB
MehrGoogle-Ergebnis für
Solarzellen Friedrich-Schiller-Realschule Böblingen Basiswissen Elektronik - Wissen Schaltzeichen einer Solarzelle Geschichte: Wann wurde die erste Solarzelle entwickelt? Der photovoltaische Effekt wurde
MehrPW9 Gleichstrom. Elektrolytischer Trog, Wheatstone-Brücke und Kennlinie einer Solarzelle. 13. Dezember 2006
PW9 Gleichstrom Elektrolytischer Trog, Wheatstone-Brücke und Kennlinie einer Solarzelle 13. Dezember 2006 Andreas Allacher 0501793 Tobias Krieger 0447809 Mittwoch Gruppe 3 13:00 18:15 Uhr Dr. Markowitsch
MehrPraktikumsbericht. Gruppe 6: Daniela Poppinga, Jan Christoph Bernack. Betreuerin: Natalia Podlaszewski 11. November 2008
Praktikumsbericht Gruppe 6: Daniela Poppinga, Jan Christoph Bernack Betreuerin: Natalia Podlaszewski 11. November 2008 1 Inhaltsverzeichnis 1 Theorieteil 3 1.1 Frage 7................................ 3
MehrSpannungs- und Stromquellen
Elektrotechnik Grundlagen Spannungs- und Stromquellen Andreas Zbinden Gewerblich- Industrielle Berufsschule Bern Inhaltsverzeichnis 1 Ideale Quellen 2 2 Reale Quellen 2 3 Quellenersatzschaltbilder 4 4
MehrElektrische Nachrichtentechnik Grundlagen der Elektrotechnik Versuch M-4 im Fachbereich Technik an der HS Emden-Leer
1. Versuchsanleitung Ziel des Versuchs M-4 ist das VerstÄndnis der Eigenschaften von Spannungsquellen får Gleichspannung und Wechselspannung sowie Signalquellen allgemein. Der Versuch geht auf die Beschreibung
MehrPhysikalisches Praktikum 3. Semester
Torsten Leddig 16.November 2004 Mathias Arbeiter Betreuer: Dr.Hoppe Physikalisches Praktikum 3. Semester - Widerstandsmessung - 1 Aufgaben: 1. Brückenschaltungen 1.1 Bestimmen Sie mit der Wheatstone-Brücke
MehrÜbungsaufgaben Elektrotechnik
Flugzeug- Elektrik und Elektronik Prof. Dr. Ing. Günter Schmitz Aufgabe 1 Übungsaufgaben Elektrotechnik Gegeben sei eine Zusammenschaltung einiger Widerstände gemäß Bild. Bestimmen Sie den Gesamtwiderstand
MehrSolarzellen E Einführung. Das Material für dieses Experiment ist in Abb. 2.1 zu sehen.
2.0 Einführung Das Material für dieses Experiment ist in Abb. 2.1 zu sehen. Abb. 2.1 Material für Experiment E2 A: Solarzelle B: Solarzelle C: Box mit Einschüben zur Montage von Lichtquellen, Solarzellen
MehrProtokoll für das NAWI-Profil. Namen: / Klasse: Datum:
Protokoll für das NAWI-Profil Namen: / Klasse: Datum: Station M6: Verschaltungsarten von Solarzellen Aufgabe: Untersuche die Verschaltungsarten von Solarzellen. Vorbetrachtung: 1. Gib die Gesetzmäßigkeiten
MehrGleichstromkreise. 1.Übung am 25 März 2006 Methoden der Physik SS2006 Prof. Wladyslaw Szymanski. Elisabeth Seibold Nathalie Tassotti Tobias Krieger
Gleichstromkreise 1.Übung am 25 März 2006 Methoden der Physik SS2006 Prof. Wladyslaw Szymanski Elisabeth Seibold Nathalie Tassotti Tobias Krieger ALLGEMEIN Ein Gleichstromkreis zeichnet sich dadurch aus,
MehrStrom - Spannungscharakteristiken
Strom - Spannungscharakteristiken 1. Einführung Legt man an ein elektrisches Bauelement eine Spannung an, so fließt ein Strom. Den Zusammenhang zwischen beiden Größen beschreibt die Strom Spannungscharakteristik.
Mehrvon Alexander Wenk 2005, Alexander Wenk, 5079 Zeihen
Repetition Elektrotechnik für Elektroniker im 4. Lehrjahr von Aleander Wenk 05, Aleander Wenk, 5079 Zeihen Inhaltsverzeichnis Temperaturabhängigkeit von Widerständen 1 Berechnung der Widerstandsänderung
MehrNichtlineare Widerstände
Protokoll zu Methoden der Experimentellen Physik am 8. 4. 2005 Nichtlineare Widerstände (Bestimmung des Innenwiderstandes von Spannungsquellen und Bestimmung des Innenwiderstands einer Glühlampe) Von Christoph
MehrLabor Einführung in die Elektrotechnik
Laborleiter: Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften Fakultät Elektrotechnik Labor Einführung in die Elektrotechnik Prof. Dr. M. Prochaska Laborbetreuer: Versuch 2: Erstellen technischer Berichte,
MehrLABORÜBUNG Belasteter Spannungsteiler
LABORÜBUNG Belasteter Spannungsteiler Letzte Änderung: 24.9.2004 Lothar Kerbl Messaufgabe 1: Leerlaufspannung in Abhängigkeit von der Schleiferstellung... 2 Messaufgabe 2: Kurzschlussstrom in Abhängigkeit
MehrInnenwiderstand einer Spannungsquelle Potentiometer- und Kompensationsschaltung
Elektrizitätslehre und Schaltungen Versuch 14 ELS-14-1 Innenwiderstand einer Spannungsquelle Potentiometer- und Kompensationsschaltung 1 Vorbereitung 1.1 Allgemeine Vorbereitung für die Versuche zur Elektrizitätslehre.
MehrNichtlineare Widerstände
Nichtlineare Widerstände 2.Übung am 31 März 2006 Methoden der Physik 2 SS2006 Prof. Wladyslaw Szymanski Tobias Krieger Elisabeth Seibold Nathalie Tassotti 1. Bestimmung des Innenwiderstands einer Spannungsquellen
Mehr[ Q] [ s] Das Ampere, benannt nach André Marie Ampère. ( ) bildet die Einheit des elektrischen Stromes und eine weitere SI Basiseinheit!
11 Elektrodynamik Der elektrische Gleichstromkreis 11.1 Strom Schliesst man eine Spannungsquelle (z.b. Batterie), eine Lampe und zwei Kabel (leitfähiges Material) richtig zusammen, so beginnt die Lampe
MehrTRANSISTORKENNLINIEN 1 (TRA 1) DANIEL DOLINSKY UND JOHANNES VRANA
TRANSISTORKENNLINIEN 1 (TRA 1) DANIEL DOLINSKY UND JOHANNES VRANA Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung... 1 2. Messverfahren... 1 3. Bemerkung zur Fehlerrechnung... 1 4. Stromverstärkungsfaktor... 2 5. Eingangskennlinie...
MehrBrückenschaltung (BRÜ)
TUM Anfängerpraktikum für Physiker II Wintersemester 2006/2007 Brückenschaltung (BRÜ) Inhaltsverzeichnis 9. Januar 2007 1. Einleitung... 2 2. Messung ohmscher und komplexer Widerstände... 2 3. Versuchsauswertung...
MehrVersuch B2/1: Spannungs- und Stromquellen, Messung von Spannungen und Stromstärken
Versuch B2/1: Spannungs- und Stromquellen, Messung von Spannungen und Stromstärken 1.1 Quellen 1.1.1 Der Begriff des Zweipols (Eintores) Ein Zweipol ist vollständig beschrieben durch zwei Größen: Die Klemmenspannung
Mehr1 Elektrotechnik. 1.1 Schaltungsbeispiele mit idealen Spannungs- und Stromquellen zur Vereinfachung oder Komplexitätserhöhung von Aufgaben
1 Elektrotechnik 1.1 Schaltungsbeispiele mit idealen Spannungs- und Stromquellen zur Vereinfachung oder Komplexitätserhöhung von Aufgaben 1.1.1 Widerstand parallel zur idealen Spannungsquelle I R1 I R2
MehrPhysikepoche Klasse 11. Elektrizitätslehre
Physikepoche Klasse 11 Elektrizitätslehre Der elektrische Gleichstromkreis Nur in einem geschlossenen Stromkreis können die elektrischen Ladungsträger vom negativen Pol der Spannungsquelle zum positiven
MehrElektrische Nachrichtentechnik Grundlagen der Elektrotechnik Versuch M-2 im Fachbereich Technik an der HS Emden-Leer
1. Versuchsanleitung Ziel des Versuchs M-2 ist die Vertiefung und praktische Anwendung der Kenntnisse Äber Spannungs- und Stromaufteilung in Widerstandsnetzwerken, die in der Vorlesung vermittelt wurden.
MehrLabor Einführung in die Elektrotechnik
Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften Fakultät Elektrotechnik Labor Einführung in die Elektrotechnik Laborleiter: Prof. Dr. M. Prochaska Laborbetreuer: Versuch 1: Laboreinführung, Stromund
MehrDaniell-Element. Eine graphische Darstellung des Daniell-Elementes finden Sie in der Abbildung 1.
Dr. Roman Flesch Physikalisch-Chemische Praktika Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie Takustr. 3, 14195 Berlin rflesch@zedat.fu-berlin.de Physikalisch-Chemische Praktika Daniell-Element 1 Grundlagen
MehrRobert-Bosch-Gymnasium
Robert-Bosch-Gymnasium NWT Klassenstufe 10 Versuch 2 Regenerative Energien: Brennstoffzelle Albert Pfänder, 22.4.2014 Brennstoffzellen-Praktikum, Versuch 2 Kennlinien der Brennstoffzelle Versuchszweck
MehrE-Labor im WS / SS. Versuch Nr. 2(M) Kennlinienüberlagerung aktiver/passiver Zweipol. Fakultät II Abteilung Maschinenbau. Gruppe:
Fakultät II Abteilung Maschinenbau im WS / SS ersuch Nr. 2(M) Kennlinienüberlagerung aktiver/passiver Zweipol Gruppe: Name orname Matr.-Nr. Semester erfasser(in) Teilnehmer(in) Teilnehmer(in) Professor(in)
MehrInhalt. 1. Aufgabenstellung und physikalischer Hintergrund 1.1. Was ist ein elektrischer Widerstand? 1.2. Aufgabenstellung
Versuch Nr. 03: Widerstandsmessung mit der Wheatstone-Brücke Versuchsdurchführung: Donnerstag, 28. Mai 2009 von Sven Köppel / Harald Meixner Protokollant: Harald Meixner Tutor: Batu Klump Inhalt 1. Aufgabenstellung
MehrLaborpraktikum 3 Arbeitspunkt und Leistungsanpassung
18. Januar 2017 Elektrizitätslehre I Martin Loeser Laborpraktikum 3 rbeitspunkt und Leistungsanpassung 1 Lernziele Sie kennen die formalen Zusammenhänge zwischen Spannung, Stromstärke und (dissipierter)
MehrLineare Quellen. Martin Schlup. 7. Februar 2014
Lineare Quellen Martin Schlup 7. Februar 204. Ideale Quellen Ideale Quellen sind Modelle mit Eigenschaften, die in Wirklichkeit nur näherungsweise realisiert werden können. Ideale Quellen sind z. B. in
MehrOriginaldokument enthält an dieser Stelle eine Grafik! Original document contains a graphic at this position!
FUNKTIONSWEISE Thema : HALBLEITERDIODEN Die Eigenschaften des PN-Überganges werden in Halbleiterdioden genutzt. Die p- und n- Schicht befinden sich einem verschlossenen Gehäuse mit zwei Anschlussbeinen.
MehrVERSUCH 1 TEIL A: SPANNUNGSTEILUNG, SPANNUNGSEINSTELLUNG, GESETZE VON OHM UND KIRCHHOFF
6 VERSUCH TEIL A: SPANNUNGSTEILUNG, SPANNUNGSEINSTELLUNG, GESETZE VON OHM UND KIRCHHOFF Oft ist es notwendig, Strom-, Spannungs- und Leistungsaufnahme eines Gerätes regelbar einzustellen.ein solches "Stellen"
MehrElektrische Grundgrößen, Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Gesetze, Wheatstonesche Brücke
E Elektrische Meßinstrumente Stoffgebiet: Elektrische Grundgrößen, Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Gesetze, Wheatstonesche Brücke Versuchsziel: Benützung elektrischer Messinstrumente (Amperemeter, Voltmeter,
MehrPraktikum Grundlagen der Elektrotechnik 1 (GET1) Versuch 2
Werner-v.-Siemens-Labor für elektrische Antriebssysteme Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Biechl Prof. Dr.-Ing. E.-P. Meyer Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik 1 (GET1) Versuch 2 Spannungsteiler Ersatzspannungsquelle
MehrQ t U I R = Wiederholung: Stromstärke: Einheit 1 Ampere, C = A s. Elektrischer Widerstand: Einheit 1 Ohm, Ω = V/A
1 Wiederholung: Stromstärke: I = Q t Einheit 1 Ampere, C = A s Elektrischer Widerstand: R = U I U = R I Einheit 1 Ohm, Ω = V/A Standard Widerstände: 2 Aber auch dies sind Widerstände: Verstellbare Widerstände
MehrAn welche Stichwörter von der letzten Vorlesung können Sie sich noch erinnern?
An welche Stichwörter von der letzten Vorlesung können Sie sich noch erinnern? Dielektrika - auf atomarem Niveau lektrischer Strom Stromdichte Driftgeschwindigkeit i i = dq dt = JdA J = nev D Widerstand
MehrProtokoll zum Versuch Nichtlineare passive Zweipole
Protokoll zum Versuch Nichtlineare passive Zweipole Chris Bünger/Christian Peltz 2005-01-13 1 Versuchsbeschreibung 1.1 Ziel Kennenlernen spannungs- und temperaturabhängiger Leitungsmechanismen und ihrer
Mehr1 Die Brückenschaltung mit komplexen Widerständen
Elektrotechnik - Brückenschaltung 1 Die Brückenschaltung mit komplexen Widerständen 1.1 Aufbau der Brückenschaltung mit Belastung Z2 Z4 1.2 Lösung bei abgeglichener Brückenschaltung Wenn die Brücke abgeglichen
MehrVerbundstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor) Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik
erbundstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor) Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik ersuch 2 Ersatzspannungsquelle und Leistungsanpassung Teilnehmer: Name orname Matr.-Nr. Datum
MehrBearbeiten Sie in einer Zweiergruppe das Thema Photovoltaik. Lösen Sie der Reihe nach die Ihnen gestellten Aufträge.
Photovoltaik Aufgaben Bearbeiten Sie in einer Zweiergruppe das Thema Photovoltaik. Lösen Sie der Reihe nach die Ihnen gestellten Aufträge. Bei Verständnisfragen hat Ihr Fachbuch oder Ihr Lehrer eine Antwort.
MehrVorbereitung: Photoeffekt. Christine Dörflinger und Frederik Mayer, Gruppe Do-9 3. Mai 2012
Vorbereitung: Photoeffekt Christine Dörflinger und Frederik Mayer, Gruppe Do-9 3. Mai 2012 1 Inhaltsverzeichnis 0 Allgemeines 3 0.1 Elektrometer.............................................. 3 1 Hallwachseffekt
MehrTechnische Grundlagen: Übungssatz 1
Fakultät Informatik Institut für Technische Informatik Professur für VLSI-Entwurfssysteme, Diagnostik und Architektur Lösungen Technische Grundlagen: Übungssatz Aufgabe. Wiederholungsfragen zum Physik-Unterricht:
Mehra) In einer Reihenschaltung gilt: R g = R 1 + R 2 + R 3 = 11, 01 MΩ Der Gesamtstrom ist dann nach dem Ohm schen Gesetz (U g = R g I g ): I g = Ug
Aufgabe 1: Die Abbildung zeigt eine Reihenschaltung a) und eine Parallelschaltung b) der Widerstände R 1 = 10 MΩ, R 2 = 10 kω und = 1 MΩ an einer konstant Spannungsquelle mit U g = 5 V (Batterie). (5)
MehrGRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK
GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK Versuch 1: Gleichstrommessungen Übersicht In dieser Übung sollen die Vielfachmessgeräte (Multimeter) des Labors kennengelernt werden. In mehreren Aufgaben sollen Spannungen,
MehrNTB Druckdatum: ELA I
GLEICHSTROMLEHRE Einführende Grundlagen - Teil 1 Elektrische Ladung Elektrische Stromdichte N elektrische Ladung Stromstärke Anzahl Elektronen Elementarladung elektrische Stromdichte Querschnittsfläche
MehrAufnahme von Kennlinien eines liniaren Bauelementes
TFH Berlin Messtechnik Labor Seite1 von 6 Aufnahme von Kennlinien eines liniaren Bauelementes Ort: TFH Berlin Datum: 29.09.03 Uhrzeit: von 8.00h bis 11.30h Dozent: Arbeitsgruppe: Prof. Dr.-Ing. Klaus Metzger
MehrWiderstände. Schulversuchspraktikum WS 2000/2001 Redl Günther und 7.Klasse. Inhaltsverzeichnis:
Schulversuchspraktikum WS 2000/2001 Redl Günther 9655337 Widerstände 3. und 7.Klasse Inhaltsverzeichnis: 1) Vorraussetzungen 2) Lernziele 3) Verwendete Quellen 4) Ohmsches Gesetz 5) Spezifischer Widerstand
MehrGRUNDLAGENLABOR CLASSIC LINEARE QUELLEN ERSATZSCHALTUNGEN UND KENNLINIEN
GRNDLAGENLABOR CLASSIC LINEARE QELLEN ERSATZSCHALTNGEN ND KENNLINIEN Inhalt:. Einleitung und Zielsetzung...2 2. Theoretische Aufgaben - Vorbereitung...2 3. Praktische Messaufgaben...3 Anhang: Theorie Quellen,
MehrTR Transformator. Blockpraktikum Herbst Moritz Stoll, Marcel Schmittfull (Gruppe 2b) 25. Oktober 2007
TR Transformator Blockpraktikum Herbst 2007 (Gruppe 2b) 25 Oktober 2007 Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen 2 11 Unbelasteter Transformator 2 12 Belasteter Transformator 3 13 Leistungsanpassung 3 14 Verluste
MehrFachhochschule Bielefeld Fachbereich Elektrotechnik. Versuchsbericht für das elektronische Praktikum. Praktikum Nr. 2. Thema: Widerstände und Dioden
Fachhochschule Bielefeld Fachbereich Elektrotechnik Versuchsbericht für das elektronische Praktikum Praktikum Nr. 2 Name: Pascal Hahulla Matrikelnr.: 207XXX Thema: Widerstände und Dioden Versuch durchgeführt
MehrExperimente mit Brennstoffzellen - Kennlinienaufnahme
Experimente mit Brennstoffzellen - Kennlinienaufnahme Ziel dieses Unterrichtsentwurfes ist es, die Funktionsweise von Brennstoffzellen näher kennen zu lernen. Die Strom-Spannungs-Kennlinie eines Elektrolyseurs
MehrPhotoeffekt: Bestimmung von h/e
I. Physikalisches Institut der Universität zu Köln Physikalisches Praktikum B Versuch 1.4 Photoeffekt: Bestimmung von h/e (Stand: 25.07.2008) 1 Versuchsziel: In diesem Versuch soll der äußere photoelektrische
MehrPraktikum Grundlagen der Elektrotechnik
Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik 1 Versuch GET 1: Vielfachmesser, Kennlinien und Netzwerke Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Informationstechnik Fachgebiet Grundlagen
MehrVorbereitung zum Versuch Transistorschaltungen
Vorbereitung zum Versuch Transistorschaltungen Armin Burgmeier (47488) Gruppe 5 9. Dezember 2007 0 Grundlagen 0. Halbleiter Halbleiter bestehen aus Silizium- oder Germanium-Gittern und haben im allgemeinen
Mehrc~åüüçåüëåüìäé==açêíãìåç= FB Informations- und Elektrotechnik
1. Allgemeines Spannungsquellen gehören zu den Grundelementen der Elektrotechnik. Sie werden eindeutig beschrieben durch den Innenwiderstand (Quellenwiderstand) und die Leerlaufspannung U 0. 1.1 Ideale
MehrÜbungsaufgaben GET. Zeichnen Sie qualitativ den Verlauf des Gesamtwiderstandes R ges zwischen den Klemmen A und B als Funktion des Drehwinkels α
Übungsaufgaben GET FB Informations- und Elektrotechnik Prof. Dr.-Ing. F. Bittner Gleichstromnetze 1. In der in Bild 1a dargestellten Serienschaltung der Widerstände R 1 und R 2 sei R 1 ein veränderlicher
MehrGrundpraktikum der Physik. Versuch Nr. 25 TRANSFORMATOR. Versuchsziel: Bestimmung der physikalischen Eigenschaften eines Transformators
Grundpraktikum der Physik Versuch Nr. 25 TRANSFORMATOR Versuchsziel: Bestimmung der physikalischen Eigenschaften eines Transformators 1 1. Einführung Für den Transport elektrischer Energie über weite Entfernungen
MehrComenius Schulprojekt The sun and the Danube. Versuch 1: Spannung U und Stom I in Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke E U 0, I k = f ( E )
Blatt 2 von 12 Versuch 1: Spannung U und Stom I in Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke E U 0, I k = f ( E ) Solar-Zellen bestehen prinzipiell aus zwei Schichten mit unterschiedlichem elektrischen Verhalten.
MehrKapitel. Eins zurück, zwei vor: die ersten Schritte
Kapitel 1 Eins zurück, zwei vor: die ersten Schritte ASIMO ist ein dem Menschen nachempfundener Roboter, der sich auf zwei Beinen fortbewegen kann. Er vereint alle Inhalte der Elektrotechnik und Elektronik
MehrKlausurvorbereitung Elektrotechnik für Maschinenbau. Thema: Gleichstrom
Klausurvorbereitung Elektrotechnik für Maschinenbau 1. Grundbegriffe / Strom (5 Punkte) Thema: Gleichstrom Auf welchem Bild sind die technische Stromrichtung und die Bewegungsrichtung der geladenen Teilchen
MehrE000 Ohmscher Widerstand
E000 Ohmscher Widerstand Gruppe A: Collin Bo Urbon, Klara Fall, Karlo Rien Betreut von Elektromaster Am 02.11.2112 Inhalt I. Einleitung... 1 A. Widerstand und ohmsches Gesetz... 1 II. Versuch: Strom-Spannungs-Kennlinie...
MehrVerwandte Begriffe Maxwell-Gleichungen, elektrisches Wirbelfeld, Magnetfeld von Spulen, magnetischer Fluss, induzierte Spannung.
Verwandte Begriffe Maxwell-Gleichungen, elektrisches Wirbelfeld, Magnetfeld von Spulen, magnetischer Fluss, induzierte Spannung. Prinzip In einer langen Spule wird ein Magnetfeld mit variabler Frequenz
MehrSchülerexperimente mit Solarzellen
Elektrodynamik: D. 7. 8 Schülerexperimente mit Solarzellen Die Schüler werden in 4 bzw. 8 Kleingruppen (ca. 3 4 Schüler pro Gruppe) eingeteilt. Jede Kleingruppe wird einem der Experimente zugeteilt, die
MehrGrundpraktikum E2 Innenwiderstand von Messgeräten
Grundpraktikum E2 Innenwiderstand von Messgeräten Julien Kluge 7. November 205 Student: Julien Kluge (56453) Partner: Fredrica Särdquist (568558) Betreuer: Pascal Rustige Raum: 27 Messplatz: 2 INHALTSVERZEICHNIS
MehrElektrotechnik Protokoll - Nichtlineare Widerstände
Elektrotechnik Protokoll - Nichtlineare Widerstände André Grüneberg Andreas Steffens Versuch: 17. Januar 1 Protokoll: 8. Januar 1 Versuchsdurchführung.1 Vorbereitung außerhalb der Versuchszeit.1.1 Eine
MehrÜbungen zu Stromstärke und Spannung
Übungen zu Stromstärke und Spannung Aufgaben 1.) und 2.) beziehen sich auf die untere Abbildung: B + A 1.) Eine Ladung von 2C wird von A nach B gebracht. Die Spannung zwischen den Punkten beträgt 4V. a)
MehrTU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg
TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg PROTOKOLL SEKUNDARSTUFE II Modul: Versuch: Elektrochemie 1 Abbildung 1:
MehrVorlage für Expertinnen und Experten
2011 Qualifikationsverfahren Multimediaelektroniker / Multimediaelektronikerin Berufskenntnisse schriftlich Basiswissen Elektrotechnik Vorlage für Expertinnen und Experten Zeit 120 Minuten für alle 3 Positionen
MehrInhaltsverzeichnis. 1 Einführung Versuchsbeschreibung und Motivation Physikalische Grundlagen... 3
Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 3 1.1 Versuchsbeschreibung und Motivation............................... 3 1.2 Physikalische Grundlagen...................................... 3 2 Messwerte und Auswertung
Mehr