Die elektrische Stromstärke (der Ladungs-Durchsatz)
Versuch: Wasserstromstärke eines Wasserhahns
- Aufbau
Der Wasserhahn wird voll aufgedreht und ein Messzylinder mit zwei Litern Wasser gefüllt. Mit mehreren Stoppuhren wird gemessen wie lange das dauert.
- Messung
Wassermenge: 2l Zeitdauer: 9,87s 10,32s 9,94s 10,12s 10,23s
- Auswertung
Mittelwert der Zeitdauer: [math]10,096\,\rm s[/math]
- [math]\text{Stromstärke}=\frac{\text{Wassermenge}}{\text{Zeitdauer}} = \frac{2\,\rm l}{10{,}096\,\rm s}=0{,}198\rm\frac{l}{s}[/math]
Statt in Litern pro Sekunde kann man die Stromstärke auch in Millilitern pro Sekunde angeben:
- [math] I = \frac{2000\,\rm l}{10{,}096\,\rm s} = 198\rm\frac{ml}{s} \ \ \ \ \ \text{ }[/math] In einer Sekunde kann man also ungefähr ein Wasserglas füllen.
Die Stromstärke kann man auch in Litern pro Minute angeben. Das ist der 60-fache Zahlenwert von der Angabe in Litern pro Sekunde.
Oder in Millilitern pro Minute. Dazu mulipliziert man die Maßzahl noch mit 1000:
- [math] I = 0{,}198\rm\frac{l}{s} = 11{,}89\rm\frac{l}{min} = 11890\rm\frac{ml}{min} [/math]
Versuch: "Menschenstromstärke"
- Aufbau
Eine Schulklasse läuft an einer Zählstelle vorbei. Dort zählen zwei SchülerInnen 10 Sekunden lang wieviele Personen vorbeilaufen. Eine dritte SchülerIn stoppt mit einer Handstoppuhr die Zeit.
- a) Die Klasse läuft gemächlich im "Gänsemarsch".
- b) Die Klasse läuft gemächlich in Zweierreihen.
- c) Die Klasse läuft zügig in Zweierreihen.
- Messung
- a) 7 Personen in 10 Sekunden
- b) 13 Personen in 10 Sekunden
- c) 22 Personen in 10 Sekunden
- Auswertung
- a) [math]I_{Pers}= \frac{7\,\rm Pers}{10\,\rm s} = 0{,}7\,\rm\frac{Pers}{s}[/math]
- b) [math]I_{Pers}= \frac{13\,\rm Pers}{10\,\rm s} = 1{,}3\,\rm\frac{Pers}{s}[/math]
- c) [math]I_{Pers}= \frac{22\,\rm Pers}{10\,\rm s} = 2{,}2\,\rm\frac{Pers}{s}[/math]
Die Menschenstromstärke hat sich durch die Zweierreihe im Vergleich zur Einerreihe ungefähr verdoppelt, was ja auch logisch ist, denn es laufen zwei Personen nebeneinander.
Auch durch die größere Laufgeschwindigkeit passieren mehr Personen pro Zeit die Zählstelle und somit erhöht sich die Stromstärke.
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Die Menschenstromstärke gibt an, wieviele Personen pro Sekunde im Mittel an der Zählstelle vorbeilaufen.
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