Messen der Spannung (Artikelnr.: P )

Transkript

1 Lehrer-/Dozentenblatt Messen der Spannung (Artikelnr.: P ) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Physik Bildungsstufe: Klasse 7-10 Lehrplanthema: Elektri-itätslehre Unterthema: Der einfache elektrische Stromkreis Experiment: Messen der Spannung Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit empfohlene Gruppengröße Leicht 10 Minuten 10 Minuten 2 Schüler/Studenten Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Schlagwörter: Aufgabe und Material Lehrerinformationen Zusatzinformationen Nachdem die Schüler den.egriff der elektrischen Spannung und ihre Einheit kennen gelernt haben, sollen sie lernen, wie ein Spannungsmesser geschaltet werden muss und was bei Messungen -u beachten ist. AuBerdem sollen sie erkennen, dass für den sachgemäben.etrieb eines elektrischen Gerätes dessen Nennspannung erforderlich ist. Hinweise zu Aufbau und Durchführung.evor die Schüler das Net-gerät einschalten, sollte sich der Lehrer vergewissern, dass die Spannungsmesser richtig geschaltet und eingestellt sind. Es sollte auberdem beachtet werden, dass rote b-w. blaue Verbindungsleitungen nach der Konvention mit + b-w. - verbunden werden. Anmerkungen Im Zusammenhang mit diesem Versuch kann auch der.egriff.etriebsspannung eingeführt werden. Dann können die Schüler diesen.egriff auch bei der Antwort auf die erste Frage der Auswertung verwenden..ei Umgang mit dem Vielfachmessinstrument muss den Schülern wiederholt dabei geholfen werden, die Messwerte mit Hilfe des abgelesenen Skalenwertes, des Messbereichs und des Skalenwertes -u ermitteln.

2 Messee der Spaeeueg (Artikeler.: P ) Aufgabe ued Material Aufgabe Wie wird die elektrische Spaeeueg gemessee?.aue einen einfachen Stromkreis mit einer Glühlampe auf und mache dich damit vertraut, wie man elektrische Spannungen misst.

3 Material Positioe Material pesteller. Meege 1 Leitungs-.austein, gerade, S Leitungs-.austein, winklig, S Leitungs-.austein, winklig mit.uchse, S Leitungs-.austein, gerade mit.uchse, S Leitungs-.austein, unterbrochen, S Ausschalter, S Lampenfassung E10, S Verbindungsleitung, 32 A, 250 mm, rot Verbindungsleitung, 32 A, 250 mm, blau Verbindungsleitung, 32 A, 500 mm, rot Verbindungsleitung, 32 A, 500 mm, blau Glühlampen 12 V/0,1 A, E10, 10 Stück (1) 13 Glühlampe 6 V/0,5 A, E 10, 10 Stück (1) 14 Glühlampen 4 V/0,04 A, E10, 10 Stück (1) 15 Vielfachmessinstrument, analog PHYWE Netzgerät DC: V, 2 A / AC: 6 V, 12 V, 5 A Aufbau ued Durchführueg Aufbau.aue den Stromkreis nach Abb. 1 auf.

4 Abb. 1 Messbereich 10 V (Spannungsart: Gleichspannung; V ) (Abb. 2). Eine rote Verbindungsleitung an die mit + gekennzeichnete.uchse, und eine blaue Verbindungsleitung an die Erdbuchse anschließen (Abb. 3). Abb. 3 Abb. 2 Verbinde das Netzgerät und das Vielfachmessinstrument mit deinem Stromkreis wie in Abb. 4 gezeigt. Schließe dabei die rote Verbindungsleitung an die mit + gekennzeichnete.uchse und die blaue an die mit gekennzeichnete.uchse des Netzgerätes an.

5 Abb. 4 Zunächst die Glühlampe einschrauben, die für die Nennspannung 4 V vorgesehen ist (Abb. 5). Schalter öffnen. Abb. 5

6 Durchführueg Mit dem Schalter den Stromkreis schließen und die Spannung U am Netzgerät durch.etätigen des Drehknopfes langsam auf 4 V erhöhen (Skale am Netzgerät). Die Spannung U L, die an der Glühlampe anliegt, ablesen und Messwert in Tabelle 1 ins Protokoll eintragen. Hinweis: Schwarze 10er-Skale benutzen!.ehalte die Spannung 4 V: Glühlampe für 4 V herausschrauben und durch die Glühlampe für 6 V ersetzen; Helligkeit der Glühlampe beobachten und die.eobachtung (1) in Protokoll eintragen notieren. Spannung U am Netzgerät auf 6 V einstellen; Spannung U L messen und Messwert in Tabelle 1 ins Protokoll eintragen..ehalte die Spannung 6 V: Glühlampe für 12 V einschrauben; Helligkeit der Lampe beobachten und im Protokoll notieren (.eobachtung 2). Messbereich 30 V des Spannungsmessers wählen. Hinweis:.evor man mit einem Messgerät einen Messwert ermitteln will, muss stets überlegt werden, ob der Messbereich des Gerätes ausreicht. Deshalb wählt man bei Messungen - falls der Messwert nicht abgeschätzt werden kann - zunächst einen möglichst großen Messbereich und schaltet dann auf den passenden kleineren um. Spannung U am Netzgerät auf 12 V stellen, wieder U L messen (Auf schwarzer 30er-Skale ablesen!) und Messwert in Tabelle 1 ins Protokoll eintragen. Spannungsmesser parallel zum Leitungsbaustein schalten (Abb. 6)..eobachtungen (3) im Protokoll notieren. Abb. 6 Leitungsbaustein entfernen (Abb. 7). Spannung U messen und Glühlampe beobachten; Messwert und.eobachtung (4) im Protokoll notieren. Abb. 7 Netzgerät auf 0 V stellen und ausschalten.

7

8 Protokoll: Messee der Spaeeueg Ergebeis - Tabelle 1 (3 Puekte) Trage zu jedem Versuchsteil den zugehörigen Messwert ein! U in V U L in V 1 ±0.2 1 ±0.4 1 ±0.4 Ergebeis - Beobachtuegee 1 (10 Puekte) Notiere Deine.eobachtung zu Versuchsteil 1!

9 Ergebeis - Beobachtuegee 2 (10 Puekte) Notiere Deine.eobachtung zu Versuchsteil 2! Ergebeis - Beobachtuegee 3 (10 Puekte) Notiere Deine.eobachtung zu Versuchsteil 3!

10 Ergebeis - Beobachtuegee 4 (10 Puekte) Notiere Deine.eobachtung zu Versuchsteil 4! Auswertueg - Frage 1 (10 Puekte) Welche Erkenntnisse kannst Du aus den notierten.eobachtungen aus Versuchsteil 1 und 2 für den sachgemäßen.etrieb elektrischer Geräte ableiten?

11 Auswertueg - Frage 2 (10 Puekte) Welche Erkenntnis folgt aus Versuchsteil 3? Auswertueg - Frage 3 (10 Puekte) Aus dem ersten Aufbau des Versuchs und aus den notierten.eobachtungen von Versuchsteil 3 und 4 lässt sich eine Regel dafür gewinnen, wie ein Spannungsmesser geschaltet werden muss. Wie könnte man sie formulieren?

12 Auswertueg - Frage 4 (10 Puekte) Fasse nun alles zusammen, was zu beachten ist, wenn man eine Spannung messen will.