Das Physik-Projekt! Wie bringe ich meinen Mitschülern das Thema mit der Stromstärke bei?

4 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Hallo SkyfallSenju,

Über Deine Physiklehrerin will ich mich mal nicht auslassen.

Am Besten erklärst Du das ganze Thema am Vergleich Wasserkreislauf/Stromkreislauf.

Beispiel Wasserkreislauf: Du nimmst einen geschlossenen Wasserkreislauf, wie z.B. das Kühlsystem eines Autos oder einer Heizungsanlage. Eine Pumpe baut einen Druck auf, der das Wasser im Kreis pumpt. Dieser Druck entspricht der elektrischen Spannung. Im Heizungskreislauf sitzen vor den Heizkörpern Ventile, die dem Druck des Wassers einen Widerstand entgegensetzen und damit die Menge des Wassers steuern, das durch die Heizkörper und zurück zur Pumpe fliest. Die Menge des Wassers durch einen Heizkörper entspricht also dem Strom. Je nachdem wie weit das Heizkörperthermostatventil geöffnet ist, fliest mehr oder weniger Wasser, es hat also einen unterschiedlich großen Widerstand.

Im elektrischen Stromkreis ist es nun genauso. Eine Spannungsquelle (Batterie oder Netzgerät, oder auch das Stromnetz hinter einer Steckdose) liefert eine Spannung, also einen bestimmten Druck (Spannung), mit dem die Elektronen durch die Verbraucher (elektrische Widerstände) gedrückt wird. Wie viel Strom nun durch den Verbraucher (Widerstand) fliest, hängt nun von der Größe des Widerstandes und der elektrischen Spannung ab. Sie stehen im Zusammenhang U=RxI. Das Ohmsche Gesetz beschreibt also, wie viel Strom bei einer bestimmten Spannung durch den Widerstand fliest. Genau so wie beim Heizungskreislauf das Wasser nicht weniger wird, wird der Strom auch nicht weniger. Der Druck wird kleiner (also die Spannung), aber die Spannung wird nicht verbraucht! Verbraucht wird die elektrische Energie P! Diese berechnet sich P=UxI. Dabei ist in diesem Fall U die Spannung, die am Verbraucher abfällt und I der Strom, der durch den Verbraucher fliest.

Tatsächlich ist es so, dass Umgangsprachlich von einem Stromzähler gesprochen wird, tatsächlich wird ,mit dem Stromzähler aber die elektrische Arbeit gemessen! Der Stromzähler misst für jeden Verbraucher die aufgenommene Leistung mal der Zeit, die er eingeschaltet ist. Also W=Pxt für jeden Verbraucher. Warum Mareckishek so aufjault, hat folgenden Grund: Energie kann nicht verbraucht werden, sondern nur in andere Formen umgewandelt werden! Letzten Endes wird jede Elektrische Energie zu Wärme umgewandelt, also nur eine andere Energieform, Wärmeenergie.

Nun stell Dir einen Heizungskreislauf vor: Das Wasser wird alles im Kreis gepumt, genauso wie der elektrische Strom im Stromkreis. Im Heizungskreislauf sind an die Hauptleitung mehrere Heizkörper angeschlossen. Das Wasser fliest in die Hauptleitung zu den Heizkörpern. Die Heizkörper sind alle an die Hauptleitung angeschlossen. Auf der anderen Seite der Heizkörper ist die Rückleitung zur Pumpe angeschlossen. Vor jedem Heizkörper sitzt ein Thermostatventil, das dem Wasser einen Widerstand entgegensetzt, so dass nur wenig Wasser durch jeden Heizkörper fliest. Nun kannst Du Dir sicherlich vorstellen, dass das Wasser das die Pumpe im Kreis pumpt, sich auf die verschiedenen Heizkörper aufteilt, und am Ausgang der Heizkörper wieder in der Rückleitung zusammenfliest, zurück zur Pumpe. Genauso ist es im Stromkreis: Genauso wie im Heizungskreislauf kann man die elektrischen Widerstände parallel schalten, so dass sich der Strom auf die verschiedenen Widerstände aufteilt und in der Rückleitung wieder zusammenfliest. Strom geht also nicht „verloren“ oder wird in irgend einer Form „verbraucht“! Die Summe der Teilströme ist also gleich dem Gesamtstrom durch die Pumpe (Spannungsquelle). Diese Tatsache wird in der 1. Kirchhoffschen Regel (Knotenpunktsatz) mathematisch ausgedrückt.

Nun stelle Dir vor, Du schliest an einen Wasserhahn einen Schlauch an, und am anderen Ende des Schlauches eine Brause. Der Gesamtdruck in der Wasserleitung wird sich aufteilen: Je nachdem wie weit der Wasserhahn geöffnet ist, wird ein Teil des Druckes am Wassrhahn abfallen und ein weiterer Teil an der Brause, wie der Abhängig davon, wie weit die Brause geöffnet ist. Allerdings bleibt hier ein kleiner Rest an Druck übrig, so dass das Wasser noch herausspritzt. Genau so teilt sich die Spannung in einem Stromkreis auf die beiden in Reihe geschalteten Widerstände auf. Der Gesamtwiderstand in so einem Zweig ist so groß wie die Summe aus den beiden Einzelwiderständen. Also Rges=R1+R2. Damit lässt sich dann der Strom in diesem Zweig berechnen: I=Uges/Rges. Wie in der Wasserleitung ist der Strom in jedem der beiden Widerstände gleich, denn genau so viel Wasser wie in den Wasserhahn hineinfliest, spritzt aus der Brause wieder heraus.

hoffe ich konnte Dir helfen. Sollte noch etwas unklar sein, frag nach!

Hallo, Gruß an Deine Physiklehrerin - unbekannter weise. In meinen Augen hat sie Ihren Beruf verfehlt und zwar gründlich! Ihr habt doch in eurem Physiksaal bestimmt Messgeräte für Strom ( I ) und Spannung ( U ) Um nun die Spannung überhaupt messen zu können wenn ein Strom fließt ist ein weiteres Teil dringend erforderlich : Der Widertand !!! Ich kann hier aus Zeitgründen nicht alle in Frage kommenden Schaltungen durchhecheln, das würde jeden Rahmen sprengen. Zumal lernt man im Selbstversuch immer noch am besten. Als kleine Anregung schlage ich folgende 2 Versuchsanordnungen vor : Schalte 2 Stück 5 Ohm Widerstände in Reihe - also hintereinander und lege an diese Widerstandskette eine Spannung von 10 Volt an.ACHTUNG: Die Widerstände müssen eine Leistung ( P ) von mindestens 10 Watt haben, das sie sich sonst unter Qualm und Gestank verabschieden. So und nun messt mal den Strom, der durch die Widerstandsanordnung fliest - Strommesser ( Amperemeter ) dazu in Reihe zu den Widerständen schalten und die Spannung an den einzelnen Widerständen. Welche Rückschlüsse könnt ihr daraus ziehen ? Als nächstes schaltet ihr die Widerstände parallel und messt den Strom durch die einzelnen Widerstände. Was resultiert daraus ? Führt diese Versuche mit unterschiedlich großen Widerständen durch. Usw ... Wenn ihr damit ca. 2 Unterrichtsstunden verbratet sollte selbst eure Physiklehrerin noch was dazulernen - was ja wohl der Sinn der Übung ist !!! Gruß Der Oferdinger

Ich glaube du solltest dir überlegen wer das Thema nicht verstanden hat wenn du hier von verbrauchter Energie sprichst...

Zu deiner Frage lässt sich el. Strom meist gut mit einer Analogie zum Wasser erklären, findest bestimmt auch was bei Google wenn du gezielt suchst.

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