Dynamische Kennlinie

In den Physikbildungsstandards stehen folgende Kompetenzen:

Kompetenz Nr. 3:

Formalisierung und Mathematisierung in der Physik

Die Schülerinnen und Schüler können den funktionalen Zusammenhang zwischen physikalischen Größen erkennen, grafisch darstellen und Diagramme interpretieren und sie können funktionale Zusammenhänge selbstständig finden

Kompetenz Nr. 4:

Spezifisches Methodenrepertoire der Physik

Die Schülerinnen und Schüler können Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen untersuchen, Experimente selbstständig planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen. Sie können computerunterstützte Messwerterfassungs- und Auswertungssysteme im Praktikum selbstständig einsetzen.

Kompetenz Nr. 8:

Grundlegende physikalische Größen

Neben dynamischen Betrachtungsweisen können die Schülerinnen und Schüler ... mit weiteren grundlegenden physikalischen Größen umgehen ... Inhalte: Energie (Energieerhaltung), elektrische Stromstärke, elektrisches Potenzial, elektrische Spannung, elektrische Ladung (Ladungserhaltung), Entropie (Entropieerzeugung).

Die Schülerinnen und Schüler erweitern selbstverantwortlich und selbstständig ihr Wissen auf der Basis der Grundlagen, die in der Sekundarstufe I gelegt wurden.

Versuchs-Material

Notebook, Daten-Logger-Software
Glühlampe (6V, 5W), Fassung, Kabel, 25V-regelbares Netzteil
Datenlogger, Netzteil, USB-Verbindungskabel, USB-Link, Analogverstärker, UI-Sensor ...

Hypothese/Theorie → Vorhersage

[V.01]

Welche Glühlampenkennlinie erwarten Sie, wenn man die anliegende Spannung an der Glühlampe ganz langsam erhöht - bzw. wenn man sie sehr schnell verändert.

[V.02]

Welche Variation erwarten Sie, wenn man die Spannung von 0V anwachsen lässt ... bzw. von der maximal möglichen Spannung herunterregelt.

Vorhersage → Experiment

Installieren Sie das Notebook, den Datenlogger und die Daten-Logger-Software. Bauen Sie die Schaltung zur Aufnahme der dynamischen Glühlampenkennlinie auf. Der Amplifier gestattet die dynamische Veränderung der Versorgungsspannung der Glühlampe. [1]
Überprüfen Sie Ihre Vorhersagen im Experiment

Reflexion

In Schulbüchern findet man die Aussage, dass die Formel U=I⋅R das Ohmsche Gesetz sei. Erläutern Sie, warum diese Aussage im besten Falle als Altlast , wenn nicht sogar als Unsinn zu bezeichnen ist. Was hat Georg Simon Ohm entdeckt?
In Schulbüchern findet man die Aussage, dass man aus den Daten der Glühlampe - z.B. 6V, 5W - auf den Widerstand der Glühlampe schließen kann. Erläutern Sie, welche Bedeutung der Lampenaufschrieb hat. Begründen Sie, warum man Glühlampen nur ausschließlich über ihre Kennlinie beschreiben kann.

Fremdes Angebot: [1] (öffnet in neuem Tab)Auf dem Datenlogger, der den Amplifier ansteuert, werden folgende Daten eingestellt: Amplitude: 1,5V / Off- set: 1,5V / Frequenz: 2 Hz / Repeat Mode: One Shot

Download des gesamten Workshops 2

Workshop 2: Experiment - Messerfassung: Herunterladen [pdf] [1,2 MB]

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