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−	==Praktikum: Magnetfelder untersuchen und zeichnen==	+	===Versuch: Messen der Stromstärke===
−	'''Aufgabe'''	+	;Aufbau
−	<br>'''a)''' Klebt dieses Blatt ins Heft ein oder heftet es in euren Ordner.	+	[[Bild:Versuch Messung der Stromstärke Aufbau.png|thumb|none]]
−	<br>'''b)''' Zeichnet unter der Überschrift Beobachtung ''in Originalgröße'' die Feldlinien und Feldflächen des Magnetfeldes möglichst genau ins Heft.	+	Drei Lämpchen sind in einem verzweigten Stromkreis eingebaut.
−	<br>'''c)''' Schreibt unter der Überschrift Folgerungen auf:	+	<br style="clear: both" />
−	<br> Woran kann man an den Feldlinien erkennen wo die Pole sind?	+
−	<br> Wie richtet sich die Kompass zu den Feldlinien aus?	+
−	<br> Wie sehen die Feldlinien und Feldflächen bei sich anziehenden oder bei sich abstoßenden Polen aus?	+
−	<br> Welchen Effekt haben die beiden Weicheisenkerne?	+
−	'''Material'''	+	;Beobachtung
−	<br>*zwei Stabmagnete  *ein Minikompass  *ein Holzbrett  *eine Plastikwanne mit Eisenfeilspäne darin	+	Das Lämpchen 1 leuchtet wesentlich heller als die Lämpchen 2 und 3.
−	[[Datei:Magnetfeld_Praktikum_Eisenspäne_Material.jpg|thumb]]	+	;Folgerung und Messung
−	'''Aufbau'''	+	[[Bild:Versuch Messung der Stromstärke Aufbau Amperemeter.png|thumb|left|Dieses Ampèremeter misst wieviel Strom vor Lämpchen 1 fließt.]]
−	<br>Legt das Holzbrett und ein leeres Blatt Papier auf den/die Magnete. Streut dann möglichst gleichmäßig und dünn die Eisenspäne aus der Wanne auf das Brett. Klopft leicht gegen das Brett.	+	Durch das Lämpchen 1 fließt mehr Strom als durch die Lämpchen 2 und 3. Mit einem Stromstärkemessgerät ("Ampèremeter") soll das nun gemessen werden:
−	<br>Stellt den Minikompass an verschiedene Stellen des Magnetfeldes.	+
−	<br>Zeichnet die Lage der Magneten, die Feldlinien und Feldflächen auf das Papier.	+
−	<br>Nach dem Abzeichnen die Eisenspäne wieder in die Plastikwanne schütten.	+
−	<gallery widths=200px heights=130px  perrow=4>	+	Um die Stärke des Stroms an einer bestimmten Stelle zu messen, muss der Stromkreis an dieser Stelle unterbrochen werden. Dabei geht dann auch das Lämpchen aus.
−	Bild:Magnetfeld_Darstellung_Praktikum_Aufgabe_SN.png|1) zwei ungleichnamige Pole	+
−	Bild:Magnetfeld_Darstellung_Praktikum_Aufgabe_NN.png|2) zwei gleichnamige Pole	+
−	Bild:Magnetfeld Darstellung Praktikum Aufgabe mit Weicheisen.png|3) ein mit Weicheisenkernen verlängerter Stabmagnet	+
−	</gallery>	+
		+	Mit dem Ampèremeter verbindet man die Kabel wieder. Der Strom fließt jetzt durch das Messgerät anstatt durch das Kabel. Der Stromkreis ist geschlossen und das Lämpchen leuchtet wieder.
		+	<br style="clear: both" />
−	==Praktikum: Magnetfelder untersuchen und zeichnen==	+	Was schiefgehen kann:
−	'''Aufgabe'''	+	#Der Zeiger des Ampèremeter schlägt in die falsche Richtung aus.
−	<br>'''a)''' Klebt dieses Blatt ins Heft ein oder heftet es in euren Ordner.	+	#Der Zeiger macht nur einen minimalen Ausschlag.
−	<br>'''b)''' Zeichnet unter der Überschrift Beobachtung ''in Originalgröße'' die Feldlinien und Feldflächen des Magnetfeldes möglichst genau ins Heft.	+	#Der Zeiger geht über die maximale Anzeige hinaus.
−	<br>'''c)''' Schreibt unter der Überschrift Folgerungen auf:	+
−	<br> Woran kann man an den Feldlinien erkennen wo die Pole sind?	+
−	<br> Wie richtet sich die Kompass zu den Feldlinien aus?	+
−	<br> Wie sehen die Feldlinien und Feldflächen bei sich anziehenden oder bei sich abstoßenden Polen aus?	+
−	<br> Welchen Effekt haben die beiden Weicheisenkerne?	+
−	'''Material'''	+	Wie man das löst:
−	<br>*zwei Stabmagnete  *ein Minikompass  *ein Holzbrett  *eine Plastikwanne mit Eisenfeilspäne darin	+	#Man vertauscht die Anschlusskabel des Ampèremeters.
		+	#Man wählt einen kleineren Messbereich.
		+	#Man wählt einen größeren Messbereich.
−	[[Datei:Magnetfeld_Praktikum_Eisenspäne_Material.jpg|thumb]]	+	==Festlegung und Formel der elektrischen Stromstärke==
−	'''Aufbau'''	+
−	<br>Legt das Holzbrett und ein leeres Blatt Papier auf den/die Magnete. Streut dann möglichst gleichmäßig und dünn die Eisenspäne aus der Wanne auf das Brett. Klopft leicht gegen das Brett.	+
−	<br>Stellt den Minikompass an verschiedene Stellen des Magnetfeldes.	+
−	<br>Zeichnet die Lage der Magneten, die Feldlinien und Feldflächen auf das Papier.	+
−	<br>Nach dem Abzeichnen die Eisenspäne wieder in die Plastikwanne schütten.	+
−	<gallery widths=200px heights=130px perrow=4>	+	{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
−	Bild:Magnetfeld_Darstellung_Praktikum_Aufgabe_SN.png|1) zwei ungleichnamige Pole	+	|
−	Bild:Magnetfeld_Darstellung_Praktikum_Aufgabe_NN.png|2) zwei gleichnamige Pole	+	Fließt elektrische Ladung, so gibt die Stromstärke <math>I</math> an wieviel Ladung <math>Q</math> an einer Stelle pro Zeit <math>t</math> durchfließt. Sie wird in Coulomb pro Sekunde oder Ampère gemessen:
−	Bild:Magnetfeld Darstellung Praktikum Aufgabe mit Weicheisen.png|3) ein mit Weicheisenkernen verlängerter Stabmagnet	+
−	</gallery>	+	{|
		+	|
		+	:<math>
		+	\begin{align}
		+	\textrm{Stromstärke} &= \frac{\textrm{Ladung}}{\textrm{Zeit}}\\
		+	\textrm{ein Ampère}  &=\frac{\textrm{ein Coulomb}}{\textrm{eine Sekunde}}
		+	\end{align}
		+	</math>
		+	|
		+	:<math>
		+	\begin{align}
		+	I        &= \frac{Q}{t}\\
		+	1\,\rm A &=\frac{1\,\rm C}{1\,\rm s}
		+	\end{align}
		+	</math>
		+	|
		+	:[[Datei:Merkregel_Dreisatz_QIt.png|60px]]
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		+	==Aufgaben zur Stromstärke==
		+	===Wasserstromstärken===
		+	[[Datei:Stromstärke Badewanne.jpg|thumb|100px]]
		+	====1) Badewanne füllen====
		+	Moritz will ein Bad nehmen und dreht den Hahn voll auf. Die Badewanne, welche <math>140\,\rm l</math> fasst, ist nach <math>7\,\rm min</math> voll.
		+	*Berechne die Stärke des Wasserstroms, der aus dem Hahn in die Wanne läuft in Litern pro Minute und in Litern pro Sekunde.
		+
		+	====2) Drei-Flüsse-Stadt Passau====
		+	[[Datei:Stromstärke Dreiflüsseeck Passau.jpg|thumb|Die Flüsse Inn, Donau und Ilz am Dreiflüsseeck in Passau.]]
		+	Passau ist bekannt dafür, dass in ihr die drei Flüsse Inn, Donau und Ilz zusammenfließen. Wegen der Hochwassergefahr wird ständig die Wasserhöhe, der sogenannte "Pegel" und an einigen Stellen auch die Stromstärke, der sogenannte "Abfluss" gemessen. (Siehe [https://www.gkd.bayern.de/de/fluesse/abfluss/passau Gewässerkundlicher Dienst Bayern])
		+
		+	Die Flüße sind unterschiedlich groß und haben deswegen auch ganz unterschiedliche Stromstärken:
		+	{|
		+	|
		+	Inn: <math>740 \,\rm \frac{m^3}{s}</math>
		+	|
		+	Donau: <math>640\,\rm \frac{m^3}{s}</math>
		+	|
		+	Ilz: <math>16\,\rm \frac{m^3}{s}</math>
		+	|}
		+
		+	Nach dem Zusammenfließen nennt man den Fluss immer noch "Donau".
		+	*Wie groß ist die Stromstärke der Donau hinter Passau?
		+
		+	===Elektrische Stromstärke===
		+	====4) Knotenregel in Schaltplänen====
		+	Berechne mit Hilfe der Knotenregel die unbekannten Stromstärken.
		+	[[Bild:Aufgabe Knotenregel Stromstärkeberechnung Schaltplan.png|750px]]
		+
		+	==[[Aufgaben zur Stromstärke - Lösungen|Lösungen]]==
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Version vom 1. April 2025, 23:28 Uhr

Versuch: Messen der Stromstärke

Aufbau

Drei Lämpchen sind in einem verzweigten Stromkreis eingebaut.

Beobachtung

Das Lämpchen 1 leuchtet wesentlich heller als die Lämpchen 2 und 3.

Folgerung und Messung

Durch das Lämpchen 1 fließt mehr Strom als durch die Lämpchen 2 und 3. Mit einem Stromstärkemessgerät ("Ampèremeter") soll das nun gemessen werden:

Um die Stärke des Stroms an einer bestimmten Stelle zu messen, muss der Stromkreis an dieser Stelle unterbrochen werden. Dabei geht dann auch das Lämpchen aus.

Mit dem Ampèremeter verbindet man die Kabel wieder. Der Strom fließt jetzt durch das Messgerät anstatt durch das Kabel. Der Stromkreis ist geschlossen und das Lämpchen leuchtet wieder.

Was schiefgehen kann:

1. Der Zeiger des Ampèremeter schlägt in die falsche Richtung aus.
2. Der Zeiger macht nur einen minimalen Ausschlag.
3. Der Zeiger geht über die maximale Anzeige hinaus.

Wie man das löst:

1. Man vertauscht die Anschlusskabel des Ampèremeters.
2. Man wählt einen kleineren Messbereich.
3. Man wählt einen größeren Messbereich.

Festlegung und Formel der elektrischen Stromstärke

Fließt elektrische Ladung, so gibt die Stromstärke $$I$$ an wieviel Ladung $$Q$$ an einer Stelle pro Zeit $$t$$ durchfließt. Sie wird in Coulomb pro Sekunde oder Ampère gemessen: $$\begin{align} \textrm{Stromstärke} &= \frac{\textrm{Ladung}}{\textrm{Zeit}}\\ \textrm{ein Ampère} &=\frac{\textrm{ein Coulomb}}{\textrm{eine Sekunde}} \end{align}$$ $$\begin{align} I &= \frac{Q}{t}\\ 1\,\rm A &=\frac{1\,\rm C}{1\,\rm s} \end{align}$$

Aufgaben zur Stromstärke

Wasserstromstärken

1) Badewanne füllen

Moritz will ein Bad nehmen und dreht den Hahn voll auf. Die Badewanne, welche

$$140\,\rm l$$ fasst, ist nach $$7\,\rm min$$ voll.

• Berechne die Stärke des Wasserstroms, der aus dem Hahn in die Wanne läuft in Litern pro Minute und in Litern pro Sekunde.

2) Drei-Flüsse-Stadt Passau

Passau ist bekannt dafür, dass in ihr die drei Flüsse Inn, Donau und Ilz zusammenfließen. Wegen der Hochwassergefahr wird ständig die Wasserhöhe, der sogenannte "Pegel" und an einigen Stellen auch die Stromstärke, der sogenannte "Abfluss" gemessen. (Siehe Gewässerkundlicher Dienst Bayern)

Die Flüße sind unterschiedlich groß und haben deswegen auch ganz unterschiedliche Stromstärken:

Inn: $$740 \,\rm \frac{m^3}{s}$$

Donau: $$640\,\rm \frac{m^3}{s}$$

Ilz: $$16\,\rm \frac{m^3}{s}$$

Nach dem Zusammenfließen nennt man den Fluss immer noch "Donau".

• Wie groß ist die Stromstärke der Donau hinter Passau?

Elektrische Stromstärke

4) Knotenregel in Schaltplänen

Berechne mit Hilfe der Knotenregel die unbekannten Stromstärken.

Lösungen

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