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==Versuch: Ein Wasserstromkreis==
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Drei Lämpchen sind in einem verzweigten Stromkreis eingebaut.
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Das Lämpchen 1 leuchtet wesentlich heller als die Lämpchen 2 und 3.
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;Folgerung und Messung
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[[Bild:Versuch Messung der Stromstärke Aufbau Amperemeter.png|thumb|left|Dieses Ampèremeter misst wieviel Strom vor Lämpchen 1 fließt.]]
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Durch das Lämpchen 1 fließt mehr Strom als durch die Lämpchen 2 und 3. Mit einem Stromstärkemessgerät ("Ampèremeter") soll das nun gemessen werden:
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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.
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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.
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Was schiefgehen kann:
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#Der Zeiger des Ampèremeter schlägt in die falsche Richtung aus.
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#Der Zeiger macht nur einen minimalen Ausschlag.
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#Der Zeiger geht über die maximale Anzeige hinaus.
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Wie man das löst:
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#Man vertauscht die Anschlusskabel des Ampèremeters.
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#Man wählt einen kleineren Messbereich.
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#Man wählt einen größeren Messbereich.
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==Festlegung und Formel der elektrischen Stromstärke==
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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:
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\textrm{Stromstärke}  &= \frac{\textrm{Ladung}}{\textrm{Zeit}}\\
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\textrm{ein Ampère}  &=\frac{\textrm{ein Coulomb}}{\textrm{eine Sekunde}}
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</math>
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:<math>
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\begin{align}
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I        &= \frac{Q}{t}\\
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1\,\rm A &=\frac{1\,\rm C}{1\,\rm s}
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:[[Datei:Merkregel_Dreisatz_QIt.png|60px]]
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==Aufgaben zur Stromstärke==
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===Wasserstromstärken===
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[[Datei:Stromstärke Badewanne.jpg|thumb|100px]]
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====1) Badewanne füllen====
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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.
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*Berechne die Stärke des Wasserstroms, der aus dem Hahn in die Wanne läuft in Litern pro Minute und in Litern pro Sekunde.
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====2) Drei-Flüsse-Stadt Passau====
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[[Datei:Stromstärke Dreiflüsseeck Passau.jpg|thumb|Die Flüsse Inn, Donau und Ilz am Dreiflüsseeck in Passau.]]
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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])
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Die Flüße sind unterschiedlich groß und haben deswegen auch ganz unterschiedliche Stromstärken:
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Inn: <math>740 \,\rm \frac{m^3}{s}</math>
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Donau: <math>640\,\rm \frac{m^3}{s}</math>
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Ilz: <math>16\,\rm \frac{m^3}{s}</math>
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Nach dem Zusammenfließen nennt man den Fluss immer noch "Donau".
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*Wie groß ist die Stromstärke der Donau hinter Passau?
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===Elektrische Stromstärke===
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====4) Knotenregel in Schaltplänen====
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Berechne mit Hilfe der Knotenregel die unbekannten Stromstärken.
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[[Bild:Aufgabe Knotenregel Stromstärkeberechnung Schaltplan.png|750px]]
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==[[Aufgaben zur Stromstärke - Lösungen|Lösungen]]==
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An eine Wasserpumpe sind Schläuche angeschlossen, die den Ausgang der Pumpe mit dem Eingang verbinden. In den Schläuchen befindet sich mit Lebensmittelfarbe gefärbtes Salzwasser.
 
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<ref>Das gefärbte Wasser ist wesentlich besser zu sehen als ungefärbtes Wasser. Das Salz im Wasser verhindert die Bildung von Algen und wirkt auch antibakteriell.</ref>
 
  
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An einer Stelle verzweigt sich der Schlauch in zwei Schläuche, die später wieder zu einem Schlauch zusammengeführt werden.
 
  
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An mehreren Stellen sind kleine Wasserrädchen eingebaut. Je ein Rädchen in den zwei verzweigten Teilen und je eines vor und hinter dem verzweigten Teil.
 
  
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Außerdem sind noch Wasserhähne eingebaut. Jeweils einer vor und hinter dem verzweigten Teil und je einer in den verzweigten Teilen.
 
  
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<gallery widths=180px heights=130px  perrow=4>
 
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Bild:Wasserstromkreis verzweigt.jpg
 
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Bild:Wasserstromkreis_als_Modell.png|Die Zeichnung des Aufbaus. (mit einem zusätzlichen Hahn)
 
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</gallery>
 
  
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Folgende Fragen kann man sich stellen:
 
−
:'''a)''' Wie werden sich die Rädchen drehen, wenn man die Pumpe einschaltet?
 
−
:'''b)''' Welches Rädchen wird zuerst anhalten, wenn man den Hahn 1 oder 2 zudreht?
 
−
:'''c)''' Was passiert, wenn man Hahn 3 oder 4 schließt?
 
  
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;Beobachtung
 
−
:'''a)''' Die Rädchen A und B drehen sich gleichschnell. Auch C und D drehen sich gleichschnell, aber langsamer als A und B.
 
−
:'''b)''' Egal ob man Hahn 1 oder 2 schließt, alle Rädchen halten (fast) gleichzeitig an.
 
−
:'''c)''' Wird Hahn 3 geschlossen, so bleibt Rädchen C stehen. Das Rädchen D dreht sich schneller und zwar genauso schnell wie A und B. (Wenn man genau hinschaut, sieht man, dass sich A und B etwas langsamer drehen als vorher.)
 
  
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;Folgerung
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:'''a)''' Der Wasserstrom teilt sich auf und fließt wieder zusammen. In den verzweigten Teilen fließt weniger Wasser (pro Zeit), die Stromstärke ist geringer.
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−
:'''b)''' Der Wasserstromkreis reagiert als ganzes. Wird an einer Stelle der Wasserfluß unterbrochen, so bleibt das gesamte Wasser in diesem Kreis stehen.
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−
:'''c)''' Im unverzweigten Stromkreis ist die Stromstärke überall gleich groß. (Sind beide Teile der Verzweigung geöffnet, so ist der Widerstand zweier Schläuche geringer als der Widerstand eines einzelnen Schlauches und die Rädchen A und B drehen sich schneller.)
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Aktuelle Version vom 1. April 2025, 23:28 Uhr

Versuch: Messen der Stromstärke

Aufbau
Versuch Messung der Stromstärke Aufbau.png

Drei Lämpchen sind in einem verzweigten Stromkreis eingebaut.

Beobachtung

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

Folgerung und Messung
Dieses Ampèremeter misst wieviel Strom vor Lämpchen 1 fließt.

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:

Stromstärke=LadungZeitein Ampère=ein Coulombeine Sekunde
I=Qt1A=1C1s
Merkregel Dreisatz QIt.png



Aufgaben zur Stromstärke

Wasserstromstärken

Stromstärke Badewanne.jpg

1) Badewanne füllen

Moritz will ein Bad nehmen und dreht den Hahn voll auf. Die Badewanne, welche 140l fasst, ist nach 7min 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

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 Gewässerkundlicher Dienst Bayern)

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

Inn: 740m3s

Donau: 640m3s

Ilz: 16m3s

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. Aufgabe Knotenregel Stromstärkeberechnung Schaltplan.png

Lösungen

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