Diode und Widerstand

Bezug zum Bildungsplan

2. Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft

Die SuS können die naturwissenschaftliche Arbeitsweise Hypothese, Vorhersage, Überprüfung im Experiment, Bewertung, ... anwenden und reflektieren.

4. Spezifisches Methodenrepertoire der Physik

1. Die SuS können Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen untersuchen.
2. Die SuS können Experimente unter Anleitung planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen.
3. Die SuS können computerunterstützte Messwerterfassungs- und Auswertungssysteme im Praktikum selbstständig einsetzen.

10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen

1. Die SuS können weitere Erscheinungen in der Natur und wichtige Geräte funktional beschreiben.

Inhalte:
Informationstechnologie und Elektronik - auch Schaltungen mit elektronischen Bauteilen

8. Grundlegende physikalische Größen

Die SuS können mit weiteren grundlegenden physikalischen Größen umgehen: elektrische Stromstäre, elektrische Spannung

Unterrichtlicher Zusammenhang

Einsatz im Praktikum der Kursstufe

Problemstellung

Wie verhalten sich eine Diode und ein elektrischer Widerstand in einem Wechselstromkreis?

Ziel

Sie werden das Verhalten einer Diode und eines Widerstandes im Wechselstromkreis kennenlernen. Dazu werden Sie Vorhersagen aufstellen und diese experimentell überprüfen. Sie festigen Ihre Kenntnisse beim Experimentieren und beim Umgang mit dem Messwerterfassungssystem CASSY.

Aufgabenstellung

Untersuchen Sie das Verhalten einer Diode und eines elektrischen Widerstandes im Wechselstromkreis. Stellen Sie dazu zunächst eine Vorhersage über den zeitlichen Verlauf der elektrischen Spannung am Ohm’schen Widerstand auf. Überprüfen Sie Ihre Vorhersage im Experiment.

Geräte

Aufbau

Bauen Sie die Schaltung nach nebenstehendem Schaltplan auf. Schließen Sie das Messwerterfassungssystem so an, dass die am Widerstand anliegende elektrische Spannung U ₁ sowie die angelegte Wechselspannung U ₂ gleichzeitig gemessen werden.

Wählen Sie die Messparameter geeignet.

Vorbetrachtungen

Machen Sie eine Vorhersage über den zeitlichen Verlauf der am elektrischen Widerstand anliegenden Spannung U ₁ im Vergleich zur angelegten Wechselspannung U ₂ .

Durchführung

Stellen Sie am Funktionsgenerator eine Amplitude von ca. 1 V und eine Frequenz von beispielsweise 100 Hz ein. Starten Sie die Messung.

Auswertung

1. Vergleichen Sie Ihre Vorhersage mit dem Ergebnis des Experimentes. Begründen Sie mögliche Abweichungen.
2. Erklären Sie den Verlauf des erhaltenen Schaubildes.

Versuchsbeispiel

Einstellungen Messparameter:

Diagramm:

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Weiter mit Cassy 2: Einschaltvorgang einer Spule mit Modellbildung