AfuTUB-Kurs Das ohmsche Gesetz

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1 Technik Klasse E 03: Ohmsches, & Amateurfunkgruppe der TU Berlin WiSe 2017/18 SoSe 2018 cbea This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License. Amateurfunkgruppe der Technische Universität Berlin (AfuTUB), DKØTU, Stand: Mon Oct 15 15:25:

2 Was ist das ohmsche? ist folgendes: U = I R [3] Abb. 1: Das Ohm sche Dreieck 2

3 Abhängigkeiten zwischen Spannung, Strom und Widerstand an Strom an einem konstanten Widerstand proportional zur Spannung 3

4 Ein kleines Gedankenexperiment Der Widerstand der Lampe soll 1 Ω betragen Aufgabe Wird die Lampe heller oder dunkler, wenn man sie mit 1, 5V anstatt mit 4, 5V betreibt? Abb. 2: Helligkeit einer Lampe bei verschiedenen Spannungen 4

5 Wie funktioniert das Ohmsche Dreieck? [3] Abb. 3: Das Ohm sche Dreieck Decken wir den zu ermittelnden Wert ab, so zeigt uns das Dreieck die Formel dafür Also lautet die Formel für den Strom: I = U R (1) 5

6 Das Ergebnis unseres Experiments Setzen wir nun die Werte in diese Formel ein, so erhalten wir I 4,5V = 4, 5V 1Ω = 4, 5A (2) Sowie I 1,5V = 1, 5V 1Ω = 1, 5A (3) Womit bei 4,5 Volt angelegter Spannung der größere Strom durch die Lampe fließt die Lampe leuchtet heller 6

7 Der Innenwiderstand Oftmals bemerken wir bei einem Generator im Leerlauf und dem gleichen Generator bei Belastung einen Spannungsabfall Dies führen wir auf den Innenwiderstand des Generators zurück Abb. 4: Innenwiderstand einer Batterie 7

8 Der Innenwiderstand Um den Innenwiderstand zu ermitteln nutzen wir wieder das ohmsche Dabei gilt es zu beachten, dass diesmal die Differenzen der Spannungen und des Stromes zwischen dem Leerlauf und dem belasteten Fall verrechnet werden Es gilt: R innen = U I = U ll U last I last (4) Damit die Spannung oder der Strom einer Quelle unter Last nicht zu stark abweicht sollten Spannungsquellen einen niedrigen und Stromquellen einen hohen Innenwiderstand besitzen 8

9 Fließt ein Strom durch einen Widerstand, so wird in Form von Wärme an dem Widerstand umgesetzt Um die zu ermitteln nutzen wir folgende Formel: P = U I (5) Die Einheit der ist das Watt [W ] 1[W ] = 1[V ] 1[A] (6) 9

10 ist definiert als die, die in einer bestimmten Zeit erbracht wurde Es gilt also: W = P t (7) Wir können die auch als das Produkt von Strom und Spannung aufschreiben und erhalten dann: W = U I t (8) Die Einheit der elektrischen ist die Wattsekunde [Ws] 10

11 Effizienz η = Wirkleistung Gesamtleistung 11

12 [4] Abb. 5: 12

13 Widerstand Was passiert bei Änderung von l oder a? Was bei ρ a? a spezifischer elektrischer Widerstand 13

14 Widerstand Was passiert bei Änderung von l oder a? Was bei ρ a? a spezifischer elektrischer Widerstand Strom Was passiert bei Änderung von C oder s? 13

15 Widerstand Was passiert bei Änderung von l oder a? Was bei ρ a? a spezifischer elektrischer Widerstand Strom Was passiert bei Änderung von C oder s? Spannung Was passiert bei Änderung von A oder Ω? 13

16 Widerstand Was passiert bei Änderung von l oder a? Was bei ρ a? a spezifischer elektrischer Widerstand Strom Was passiert bei Änderung von C oder s? Spannung Was passiert bei Änderung von A oder Ω? Was passiert bei Änderung von A oder V? 13

17 /Links [1] Moltrecht E 03: [2] Wikipedia DE: elektrischen_feld [3] Das Ohm sche Dreieck: cp s_law_triangle.png [4] 13