Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen der Seite angezeigt.

Link zu der Vergleichsansicht

Beide Seiten, vorherige Überarbeitung Vorherige Überarbeitung
Nächste Überarbeitung		 Vorherige Überarbeitung
talit:electronics:etbasic [2023-08-18 11:03] – [Elektrotechnik-Grundlagen] gratalit:electronics:etbasic [2024-08-21 09:41] (aktuell) – gra
Zeile 1: Zeile 1:
 ===== Elektrotechnik-Grundlagen ===== ===== Elektrotechnik-Grundlagen =====
 Hier lernst du unter anderem, wie Spannung, Strom und Widerstand zusammenhängen; was ein Kurzschluss ist und wie Spannungen und Ströme gemessen werden.  Hier lernst du unter anderem, wie Spannung, Strom und Widerstand zusammenhängen; was ein Kurzschluss ist und wie Spannungen und Ströme gemessen werden. 
- +<nodisp 2>  
-<nodisp1> +++++Everycircuit-Lizenz: HIDDEN|
-++++Everycircuit-Lizenz:|+
   * Lizenz (zeitlich unbegrenzt) unter folgendem Link lösen. Am besten eine E-Mail-Adresse verwenden, die du auch Jahre später noch hast.    * Lizenz (zeitlich unbegrenzt) unter folgendem Link lösen. Am besten eine E-Mail-Adresse verwenden, die du auch Jahre später noch hast. 
   * https://everycircuit.com/licensekeyactivation   * https://everycircuit.com/licensekeyactivation
Zeile 9: Zeile 8:
 ++++ ++++
 </nodisp> </nodisp>
-==== Auftrag 1 (in 2er-Gruppen) ====+==== Auftrag A (in 2er-Gruppen) ====
   - Baut mit den Stecksystemen einen einfachen Stromkreis mit Spannungsquelle und Widerstand auf. Nutzt ein Batteriemodul als Spannungsquelle.   - Baut mit den Stecksystemen einen einfachen Stromkreis mit Spannungsquelle und Widerstand auf. Nutzt ein Batteriemodul als Spannungsquelle.
   - Messt die <color #22b14c>Spannung</color>, die über dem Widerstand (= über der Spannungsquelle) <color #22b14c>abfällt</color> und den <color #ff7f27>Strom</color>, der durch den Widerstand <color #ff7f27>fliesst</color>. Verwendet für Spannung und Strom je ein Multimeter, das ihr gemäss der Schaltung unten anschliesst.    - Messt die <color #22b14c>Spannung</color>, die über dem Widerstand (= über der Spannungsquelle) <color #22b14c>abfällt</color> und den <color #ff7f27>Strom</color>, der durch den Widerstand <color #ff7f27>fliesst</color>. Verwendet für Spannung und Strom je ein Multimeter, das ihr gemäss der Schaltung unten anschliesst. 
   - Ersetzt den Widerstand in der Schaltung durch grössere/kleiner und notiert eure Beobachtungen zu Spannung und Strom.   - Ersetzt den Widerstand in der Schaltung durch grössere/kleiner und notiert eure Beobachtungen zu Spannung und Strom.
   - Lest folgendes Kapitel "Spannung, Strom und Widerstand im einfachen Stromkreis" aufmerksam durch und notiert Fragen oder Unklarheiten.    - Lest folgendes Kapitel "Spannung, Strom und Widerstand im einfachen Stromkreis" aufmerksam durch und notiert Fragen oder Unklarheiten. 
-  - Ersetzt die Batterie durch ein Labor-Netzgerät, bei dem sich die Spannung einstellen lässt. Verändert die Spannung und notiert eure Beobachtungen bezüglich Spannung und Strom. Überprüft die Informationen Kapitel  "Spannung, Strom und Widerstand im einfachen Stromkreis".+  - Ersetzt die Batterie durch ein Labor-Netzgerät, bei dem sich die Spannung einstellen lässt. Verändert die Spannung und notiert eure Beobachtungen bezüglich Spannung und Strom.
   - Führt folgende drei Berechnungen für einen einfachen Stromkreis mit einem Widerstand durch: Nur berechnen, noch nicht aufbauen!   - Führt folgende drei Berechnungen für einen einfachen Stromkreis mit einem Widerstand durch: Nur berechnen, noch nicht aufbauen!
     - Wählt eine Spannung zwischen 1 und 30 V und einen Widerstandswert, den es im Stecksystem gibt. Berechnet den Strom.     - Wählt eine Spannung zwischen 1 und 30 V und einen Widerstandswert, den es im Stecksystem gibt. Berechnet den Strom.
Zeile 91: Zeile 90:
  
 \\ \\
 +==== Auftrag B (einzeln) ====
 +  - Nimm ein kariertes A4-Blatt Papier hochformatig und erstelle eine schöne Notiz mit dem Titel "Einfacher Stromkreis mit Batterie und Lampe". 
 +  - Zeichne mit radierbarem Stift auf ca. 75 % der Breite einen einfachen Stromkreis: Links die Batterie, parallel dazu rechts die Lampe, dazwischen Verbindungen.
 +  - Zeichne über der Batterie einen Pfeil ein, der die Spannung über der Batterie symbolisiert und beschrifte diese Spannung mit U = 3.6 V. (Siehe auch Schaltungen in diesem Wiki). 
 +  - Zeichne auch einen Pfeil für den Strom ein, den du mit I beschriftest. 
 +  - Beschrifte die Lampe mit ihrem Widerstand: R<sub>L</sub> = 12 Ω.
 +  - Berechne den Strom, der durch die Lampe fliesst, wenn die Spannung der Batterie 3.6 Volt beträgt und die Lampe einen Widerstand von 12 Ω hat.
 +  - Zeichne in die Schaltung ein Ampèremeter (Strommessgerät) ein: Dieses muss //zwischen// die Schaltung – der Strom soll durch das Ampèremeter hindurch fliessen.
 +  - Zeichne auch ein Voltmeter (Spannungsmessgerägt) ein, das die Spannung über der Lampe misst: Prallel zur und rechts von der Lampe.
 +  - Baue die Schaltung auf. Messe Strom und Spannung und notiere die gemessenen Werte. Vergleiche mit deiner Berechnung.
 +  - Löse die folgenden Aufgaben.
 +
 +
 === Aufgaben 1 === === Aufgaben 1 ===
 == 1.1 – Zwei einfache Stromkreise == == 1.1 – Zwei einfache Stromkreise ==
Zeile 125: Zeile 137:
 Bis jetzt hast du Schaltungen gesehen, die neben der Spannungsquelle nur //ein// Bauteil haben (einen Widerstand). In diesen Schaltungen ist die Spannung über dem Widerstand gleich gross wie die Spannung über der Spannungsquelle. Auch  der Strom ist in der ganzen Schaltung gleich gross. Was passiert, wenn wir zwei oder mehr Bauteile haben? Bis jetzt hast du Schaltungen gesehen, die neben der Spannungsquelle nur //ein// Bauteil haben (einen Widerstand). In diesen Schaltungen ist die Spannung über dem Widerstand gleich gross wie die Spannung über der Spannungsquelle. Auch  der Strom ist in der ganzen Schaltung gleich gross. Was passiert, wenn wir zwei oder mehr Bauteile haben?
  
 +
 +==== Auftrag C (in 2er-Gruppen) ====
 +  - Baut die Reihenschaltung unten auf, erwendet als Spannungsquelle ein Labor-Netzgerät. Messt die Spannungen U<sub>1</sub> und U<sub>2</sub> bei unterschiedlichen Kombinationen von Widerständen.
 +  - Nimmt pro Person ein Blatt Papier, betitelt es mit "Reihen- und Parallelschaltungen" und zeichnet erst die Reihenschaltung auf. 
 +  - Lest die Beschreibung zur Reihenschaltung und beantwortet die Testfragen auf eurem Papier.
 +  - Baut die Parallelschaltung auf und messt die Ströme I<sub>1</sub> und I<sub>2</sub> bei unterschiedlichen Kombinationen von Widerständen.
 +  - Zeichnet auch die Parallelschaltung auf euer Papier.
 +  - Lest die Beschreibung zur Parallelschaltung und beantwortet die Testfragen auf eurem Papier.
 +  - Löst die Aufgaben 2 in EveryCircuit und beantwort die Fragen auf eurem Papier.
 +  - Lest das Kapitel zu Unterbruch und Kurzschluss, zeichnet auch diese Schaltungen auf und löst die Testfragen und Aufgaben auf eurem Papier.
 \\ \\
 === Reihenschaltung === === Reihenschaltung ===
Zeile 194: Zeile 216:
   - Was passiert, wenn du den Wert des Widerstands erhöhst – und weshalb?   - Was passiert, wenn du den Wert des Widerstands erhöhst – und weshalb?
  
-<nodisp 1>+<nodisp 2>
 ++++Lösung| ++++Lösung|
   - Die Lampe leuchtet weniger hell! Begründung: Der Widerstand der Lampe wird kleiner, wenn ihre Leistung erhöht wird. In der Reihenschaltung teilt sich die Spannung von der Spannungsquelle proportional (im Verhältnis) zu den Widerständen auf: Das heisst, dass die Spannung über der Lampe kleiner wird und diejenige über dem Widerstand grösser. Zwar erhöht sich der Strom durch die Lampe geringfügig (der Gesamtwiderstand der Schaltung ist kleiner), aber da die Spannung über der Lampe deutlich abnimmt, erhält die Lampe unter dem Strich weniger Leistung (Leistung ist das Produkt aus Spannung und Strom).   - Die Lampe leuchtet weniger hell! Begründung: Der Widerstand der Lampe wird kleiner, wenn ihre Leistung erhöht wird. In der Reihenschaltung teilt sich die Spannung von der Spannungsquelle proportional (im Verhältnis) zu den Widerständen auf: Das heisst, dass die Spannung über der Lampe kleiner wird und diejenige über dem Widerstand grösser. Zwar erhöht sich der Strom durch die Lampe geringfügig (der Gesamtwiderstand der Schaltung ist kleiner), aber da die Spannung über der Lampe deutlich abnimmt, erhält die Lampe unter dem Strich weniger Leistung (Leistung ist das Produkt aus Spannung und Strom).
Zeile 207: Zeile 229:
   - Angenommen, du kannst die Lampe nicht verändern: Was kannst du stattdessen verändern, damit die Lampe heller leuchtet? Und wo liegt das Problem bei dieser Änderung?   - Angenommen, du kannst die Lampe nicht verändern: Was kannst du stattdessen verändern, damit die Lampe heller leuchtet? Und wo liegt das Problem bei dieser Änderung?
  
-<nodisp 1>+<nodisp 2>
 ++++Lösung| ++++Lösung|
   - Die LED hat den grösseren Widerstand. Das erkenntst du daran, dass weniger Strom durch die LED fliesst als durch die Lampe.   - Die LED hat den grösseren Widerstand. Das erkenntst du daran, dass weniger Strom durch die LED fliesst als durch die Lampe.
Zeile 216: Zeile 238:
 \\ \\
 ==== Die Extremfälle Unterbruch und Kurzschluss ==== ==== Die Extremfälle Unterbruch und Kurzschluss ====
-Wenn du verstanden hast, wie sich Spannungen und Ströme in Reihen- und Parallelschaltungen verhalten, dann kannst du nun auch verstehen, was bei einem Unterbruch und bei einem Kurzschluss passiert. +Wenn du verstanden hast, wie sich Spannungen und Ströme in Reihen- und Parallelschaltungen verhalten, dann kannst du auch verstehen, was bei einem Unterbruch und bei einem Kurzschluss passiert.
- +
-\\+
 === Der Unterbruch: Ein extrem grosser Widerstand === === Der Unterbruch: Ein extrem grosser Widerstand ===
 Wir betrachten nochmals das Bild vom Anfang dieses Wikis: Wir betrachten nochmals das Bild vom Anfang dieses Wikis:
Zeile 290: Zeile 310:
 Mit diesem Wissen ist dir klar, wie ein //unbelasteter// Spannungsteiler funktioniert: Mit diesem Wissen ist dir klar, wie ein //unbelasteter// Spannungsteiler funktioniert:
  
-\\+==== Auftrag D (in 2er-Gruppen) ==== 
 +  - Baut die Schaltung zum unbelasteten Spannungsteiler unten auf, verwendet als Spannungsquelle ein Labor-Netzgerät. Verwendet für R<sub>1</sub> und P<sub>1</sub> gleichen Werte. Messt die Spannungen U<sub>1</sub> und U<sub>2</sub>, dreht am Poti und beobachtet. 
 +  - Nehmt pro Person ein Blatt Papier, betitelt es mit "Spannungsteiler unbelastet", zeichnet die Schaltung auf und notiert kurz eure Beobachtung.  
 +  - Lest die Beschreibung zum unbelasteten Spannungsteiler und beantwortet die Testfragen auf eurem Papier. 
 +  - Erstellt einen neuen Titel: "Spannungsteiler belastet", zeichnet die Schaltung auf und beantwortet die Testfragen. 
 +  - Löst die Aufgaben 4 in EveryCircuit und beantwort die Fragen auf eurem Papier.
 === Der unbelastete Spannungsteiler === === Der unbelastete Spannungsteiler ===
 Ein unbelasteter Spannungsteiler besteht aus einer Reihenschaltung aus (meistens) zwei Widerständen. Dabei kann der eine Widerstand (oder beide) ein Potentiometer, also ein verstellbarer Widerstand sein: Ein unbelasteter Spannungsteiler besteht aus einer Reihenschaltung aus (meistens) zwei Widerständen. Dabei kann der eine Widerstand (oder beide) ein Potentiometer, also ein verstellbarer Widerstand sein:
  • talit/electronics/etbasic.1692356598.txt.gz
  • Zuletzt geändert: 2023-08-18 11:03
  • von gra