Elektrischer Widerstand eines Eisendrates?
Überlege wie du den Widerstand eines Eisendrates ermitteln kannst. Entwickle dazu einen Schaltplan.
Bitte helfen! Physik ist mein Hassfach.
4 Antworten
Du kennst vermutlich die Formel: U = R*I
Wenn dein Eisendraht der Widerstand ist (laut Aufgabenstellung sein soll), bräuchtest du nur einen festen Strom (Stromquelle) und könntest die Spannung an einem Voltmeter ablesen. So wird tatsächlich in digitalen Multimetern der Widerstand gemessen.
Oder du kannst eine Spannungsquelle nehmen (hat man häufiger als eine Stromquelle zur Verfügung) und mit einem Amperemeter den Strom messen.
Am Schluss stellst du die Formel um und hast R = U/I
Die Gleichung R = U / I ist dir bestimmt bekannt (vielleicht umgestellt aus U= I * R )
Warum man den Widerstand gerade eines Eisendrahtes bestimmen soll, wird wohl nur zur Verwirrung angegeben sein.
Es sei denn ihr habt schon etwas darüber gehört, dass Widerstände bei Temperaturänderung ihren Widerstandswert verändern. Das hätte schon auf die Messanordnung Einfluss. Lassen wir das weg.
Nach der 1. Gleichung müsste man den Strom durch den Draht und gleichzeitig die Spannung über dem Draht messen.
Vielleicht so:
.-------------------Batterie--------------.
|-----~Draht~-------Strommmessgerät-------|
|__________Spannungsmesser________________|
Bei der Schaltung würde aber nicht nur die Spannung über dem Draht sondern zusätzlich die Spannung über dem Strommessgerät gemessen. Die Messung wird fehlerhaft!!!
So vielleicht:
.-------------------Batterie--------------------------.
|----------------~Draht~------- Strommmessgerät-------'
|__________Spannungsmesser____|
Mit dem Strommessgerät würde man so aber nicht nur den Strom durch den Draht sondern auch den Strom durch den Spannungsmesser messen.
Die Messung wird fehlerhaft !!!
Jetzt mach die Angabe Eisendraht erst Sinn. Der Eisendraht hat einen wesentlich kleineren Widerstand als der Spannungsmesser. Der Strom wird sich nicht messbar erhöhen.
Welche Schaltung ist in deinem Falle besser?
Bei in Länge und Durchmesser vorhandenen Drähten aus Eisen, Kupfer, Silber, Aluminium oder Gold wird ein Eisendraht immer einen höheren Widerstand haben.
Den Draht betrachtest Du einfach als normalen Widerstand. Die Bauteile die man auf eine Platine lötet sind vereinfacht gesagt auch nur ein Draht der einen bestimmten Widerstand hat. Der Unterschied ist nur, dass der Draht sehr flach ist und im Bauteil platzsparend aufgewickelt ist.
Du schließt also irgendeine Strom- oder Spannungsquelle an und misst Strom und Spannung am Widerstand. Über das Ohmsche Gesetz kannst Du dann den Wert des Widerstandes ausrechnen.
Damit Du nicht zwei Multimeter brauchst, wäre es ideal die Spannung bzw. den Strom der Quelle zu kennen so dass Du nur noch den fehlenden Wert messen musst.
Zu beachten ist natürlich, dass Messstrom bzw Messspannung nicht zu hoch werden damit der Widerstand nicht durchbrennt. Anders herum muss genug Strom bzw. Spannung da sein damit man einen Wert überhaupt messen kann.
Ein klassisches Digitalmultimeter hat eine Konstantstromquelle und die Anzeige zeigt dann den Spannungsfall am Widerstand in mV an. Die Konstantstromquelle wird dann je nach Messbereich umgeschaltet. Im Ohmbereich (z.B. bis 200 Ohm) hat die Konstantstromquelle 1mA. Jedes gemessene mV steht also für 1Ω, an der Anzeige kann man also direkt Ohm ablesen. Im Kiloohmbereich (z.B. bis 200kΩ) wird dann 1µA angelegt, also erzeugt jedes Ohm 1/1000 mV. Hat man also 10000Ω (10kΩ) dran, entstehen 10mV, die Anzeige zeigt dann "10,0" an was man dann als "10,0kΩ" abliest.
Hilft Dir aber nix denn da mußt Du durch!
Du kannst den Eisendraht in einen geschlossenen Stromkreis mit bekannten Verbrauchern (Widerstand) in Reihe reinschalten und über Strom und Spannung den Widerstand berechnen.
Na... Du hast doch bereits Ansätze :-) Wenn Du an eine 6V- Spannungsquelle eine 6V- Glühbirne anlegst und deren Strom kennst, dann kannst Du mit R=U/I deren Widerstand ausrechnen. Schaltest Du jetzt Deinen Eisendraht dazwischen, wird die Lampe etwas dunker sein weil weniger Spannung anliegt. So... nun mißt Du die Spannung, und teilst sie durch den Lampenwiderstand => und erhälst den neuen Strom. Die Spannungsdifferenz zu vorher kann sich aber nicht in Luft auflösen sondern hängt jetzt zwangsläufig am Eisendraht. :-)
Jetzt hast Du die Spannung am Eisendraht und den Strom (via Lampe berechnet; und der Strom in der Reihenschaltung ist ja immer gleich). => Der Widerstand des Drahtes ist folglich Differenzspannung / Strom ==> Fertig!
@Gluglu
Weiß ich, dass ich da durch muss.... Aber ich kapiere gerade irgendwie nicht was sie meinen... Soll ich den Eisendrat als Leiter in den Schaltplan zeichnen und dann einfach (z.B.) eine Glühbirne hinzufügen?