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Messungen im Stromkreis, Elektromagnete Klasse 8 Physik

Strom und Spannung messen

Strom und Spannung messen
Physik Klasse 8

In diesem Beitrag erkläre ich, wie Strom und Spannung zusammenhängen. Außerdem stelle ich einfache Schülerversuche vor, um Strom und Spannung zu messen. Und ich erkläre, was  elektrischer Widerstand ist.

  1. Strom und Spannung messen
  2. Wie ändert sich der Strom, wenn die Spannung sich ändert?
  3. Messschaltung
  4. Messung an einem Widerstand
  5. Was heißt elektrischer Widerstand?

Strom und Spannung messen

Versuch

Wir messen den Strom an einer Glühlampe. Dazu schließen wir sie an einem Netzgerät an.

Was müssen wir tun, wenn wir in einer Lampe den Strom verstärken wollen?

Die elektrische Spannung ist der Antrieb auf die Elektronen. Deshalb ist die Spannung höher, je größer der elektrische Strom in einem Stromkreis wird. Die Einheit der Spannung ist das Volt (von Volta.
Dies ist ähnlich wie beim Wasser: Je größer der Wasserdruck auf einer Leitung, desto mehr Wasser fließt durch sie hindurch.

Versuch

Wir messen die Spannung an verschiedenen Spannungsquellen. Dazu nutzen wir Batterien, die wir hintereinander schalten. Dazu sagt man auch Reihenschaltung.

Schaltbild-Strom-messen

Dadurch, dass wir die Batterien hintereinander schalten, erhöhen wir die elektrische Spannung.

Wie misst man die Spannung an einem sich im Stromkreis befindlichen Verbraucher?

Schaltbild-Spannung-messen

Wenn wir die Spannung an einem Verbraucher messen wollen, so müssen wir das Spannungsmessgerät parallel zum Verbraucher schalten.

Dabei fließt ein geringer Strom durch das Messgerät. Doch dies kann man in den meisten Fällen vernachlässigen.
Die elektrische Spannung ist ein Maß für den Antrieb, den die Elektronen in einem Stromkreis erfahren. Man misst sie in Volt. Bei der Spannungsmessung brauchen wir den Stromkreis nicht aufzutrennen. Wir schalten das Spannungsmessgerät (Voltmeter) einfach parallel zum Verbraucher.
Bei der Reihenschaltung von Batterien addieren sich die Spannungen. Dabei muss man den Minuspol einer Batterie immer mit dem Pluspol der nachfolgenden Batterie verbinden.



Wie ändert sich der Strom, wenn die Spannung sich ändert?

Wir messen an einer Glühlampe gleichzeitig Strom und Spannung. Dabei wollen wir untersuchen, wie sich der Strom ändert, wenn die Spannung geändert wird.

Schaltbild-Strom-und-Spannung-messen

Messschaltung

Wir schalten das Strommessgerät (Amperemeter) in Reihe zum Verbraucher. Das Spannungsmessgerät (Voltmeter) schalten wir dagegen parallel zum Verbraucher.

Durch das Voltmeter fließt ein geringer Strom, sonst hätten wir keinen Ausschlag. Dieser Strom ist aber viel geringer als der Strom, der durch die Glühlampe fließt.

Das Messergebnis am Amperemeter wird geringfügig verfälscht.

Widerstand messen

Schaltbild-Widerstand-messen

Was heißt elektrischer Widerstand?

Fließt Strom durch einen metallischen Leiter, so bewegen sich die freien Elektronen zwischen den Atomen des Leiterwerkstoffs hindurch. Die Atome schwingen in alle Richtungen um ihre Ruhelage. Dadurch werden aber die freien Elektronen in ihrer Bewegung behindert. Jeder Leiter setzt also dem elektrischen Strom einen Widerstand entgegen, der durch die Spannung überwunden werden muss.

Atome-Elektronen


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