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==Das Potential im elektrischen Stromkreis==
  
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====Übertragung des Drucks im Wasserstromkreis auf den elektrischen Stromkreis====
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Der Druck im Wasserstromkreis entspricht dem elektrischen Potential <math>\varphi</math>. Es wird in Volt (nach [https://de.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta Alessandro Volta] 1745-1827) gemessen.
  
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*Die Batterie erzeugt hinter sich ein hohes Potential und vor sich ein geringes Potential.
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*Dieser Potentialunterschied treibt den elektrischen Strom an. Die Elektrizität fließt vom hohen Potential zum niedrigen Potential.
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*Bei einer Verzweigung ändert sich das Potential nie!
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*Bei einem Lämpchen (oder einem anderem Widerstand) kann das Potential abfallen.
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=Praktikum: Der Hall-Effekt bei dem Halbleiter Germanium=
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====Messen des Potentialunterschiedes: die Spannung <math>U</math>====
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===Arbeitsauftrag===
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Wie misst man das Potential an einer Stelle eines Stromkreises? Verbindet man mit einem Kabel ein sogenanntes Voltmeter mit der Stelle, so passiert nichts! Man benötigt auch noch ein zweites Kabel. Das Voltmeter kann nämlich nur Potential''unterschiede'' zwischen zwei Stellen messen!
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[[Datei:Hall-Effekt Germanium Unilab 091.603-4.jpg|thumb|300px|Die Messplatte mit dem Germanium-Halbleiter.]]
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[[Datei:Zeichnung Hall-Effekt Aufbau.png|thumb|300px|Eine Skizze des Germaniumplättchens mit den Bezeichnungen.]]
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:'''1)''' Im ersten theoretischen Teil des Praktikums geht es darum einige mathematische und physikalische Zusammenhänge zu klären.
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:'''2)''' Im zweiten Teil sollen mit Hilfe des Hall-Effektes einige Eigenschaften von Germanium gemessen werden.
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;1) Begründe mit Hilfe passender Formeln:
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:Die Hallspannung ist groß, wenn:
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:* die Stromstärke <math>I</math> groß ist,
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:* die Dicke <math>d</math>  des Leiters gering ist,
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:* die Geschwindigkeit <math>v</math>  der Ladungsträger hoch ist,
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:* die Ladungsträgerdichte <math>\rho_N</math> gering ist
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;2) Messen des Hall-Effektes
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Deswegen legt man das Potential einer beliebigen Stelle als neutral, also  <math>0\,\rm V</math> , fest. An diese Stelle wird eines der beiden Kabel gesteckt. Steckt man das andere Kabel an eine andere Stelle, so zeigt das Voltmeter den Unterschied zu  <math>0\,\rm V</math> , also das dortige Potential, an.  
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:MATERIAL: Hall-Effekt-Messplatte, Festmagnet, Netzgerät, Stromstärkemessgerät, Spannungsmessgerät, Kabel.
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:Zur quantitativen Untersuchung des Hall-Effektes benötigt man ein Magnetfeld einer bekannten Feldstärke <math>H</math> bzw. Flußdichte <math>B</math>. Messt daher zunächst die Flußdichte des Magneten mit Hilfe der Hall-Sonde. (VORSICHT mit den Neodym-Magneten, sie haften extrem stark an anderen Magneten! Quetschgefahr der Finger! Magnetstreifen werden gelöscht!)
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:Messt die Hallspannung für die fünf verschiedenen Stromstärken 10mA, 20mA, ... , 50mA.
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::'''a)''' Begründet mit einer Zeichnung und einem Text welches Vorzeichen die Ladungsträger im Germanium haben müssen. Vergleicht das mit einem Metall.  
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[[Datei:Stromkreis Spannungsmessung Voltmeter.png|465px]]
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::'''b)''' Berechnet aus den fünf Messwerten die Hall-Konstante von Germanium,
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::'''c)''' Berechnet aus den Messwerten die Ladungsträgerdichte von Germanium. Informiert euch über das molare Volumen von Germanium und berechnet so die Anzahl der Ladungsträger im Verhältnis zur Anzahl der Atomrümpfe.
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::'''d)''' Berechnet die Geschwindigkeit der Ladungsträger im Germanium in Abhängigkeit von der Stromstärke.
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==Links==
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*Ein Voltmeter kann nur den Potentialunterschied <math>\Delta \varphi</math> messen. Er heißt "Spannung" (<math>U</math>) und wird auch in Volt gemessen.
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*[https://de.wikipedia.org/wiki/Silber Wikipedia: Silber]
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*Das Potential <math>0\,\rm V</math> kann man an eine beliebige Stelle legen. Meistens ist es der Minuspol ("Masse" oder "Erde").
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*[https://de.wikipedia.org/wiki/Germanium Wikipedia: Germanium ]
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Aktuelle Version vom 9. April 2025, 07:28 Uhr

Das Potential im elektrischen Stromkreis

Übertragung des Drucks im Wasserstromkreis auf den elektrischen Stromkreis

Der Druck im Wasserstromkreis entspricht dem elektrischen Potential φ. Es wird in Volt (nach Alessandro Volta 1745-1827) gemessen.

  • Die Batterie erzeugt hinter sich ein hohes Potential und vor sich ein geringes Potential.
  • Dieser Potentialunterschied treibt den elektrischen Strom an. Die Elektrizität fließt vom hohen Potential zum niedrigen Potential.
  • Bei einer Verzweigung ändert sich das Potential nie!
  • Bei einem Lämpchen (oder einem anderem Widerstand) kann das Potential abfallen.

Messen des Potentialunterschiedes: die Spannung U

Wie misst man das Potential an einer Stelle eines Stromkreises? Verbindet man mit einem Kabel ein sogenanntes Voltmeter mit der Stelle, so passiert nichts! Man benötigt auch noch ein zweites Kabel. Das Voltmeter kann nämlich nur Potentialunterschiede zwischen zwei Stellen messen!

Deswegen legt man das Potential einer beliebigen Stelle als neutral, also 0V , fest. An diese Stelle wird eines der beiden Kabel gesteckt. Steckt man das andere Kabel an eine andere Stelle, so zeigt das Voltmeter den Unterschied zu 0V , also das dortige Potential, an.

Stromkreis Spannungsmessung Voltmeter.png

  • Ein Voltmeter kann nur den Potentialunterschied Δφ messen. Er heißt "Spannung" (U) und wird auch in Volt gemessen.
  • Das Potential 0V kann man an eine beliebige Stelle legen. Meistens ist es der Minuspol ("Masse" oder "Erde").
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