65 Zwischen Stromstärke, Spannung und Widerstand besteht ein Zusammenhang. Du kannst diesen nun untersuchen: Versuch: Baue einen Stromkreis nach Abb. 37.1 auf. Verwende als Spannungsquelle ein Netzgerät mit einer regelbaren Spannung von 0 bis 3 V. Als Widerstand nimm einen dünnen Widerstandsdraht, der zwischen zwei Krokodilklemmen befestigt wird. Miss Stromstärke und Spannung mit zwei Vielfachmessgeräten und regle die Spannung in Stufen von je 1 V hoch. Versuch: Trage die gemessenen Werte in eine Tabelle wie in 37.2 ein und stelle sie grafisch dar. Beispiele für Versuchsergebnisse findest du in der Tab. 37.2 und grafisch in Abb. 37.3. Welchen Zusammenhang zwischen Stromstärke und Spannung kannst du daraus ablesen? Die Stromstärke ist umso größer, je größer die Spannung ist (direkte Proportionalität). Versuch: Bei konstanter Spannung von 2 V verdopple bzw. verdreifache die Länge des Widerstandsdrahtes. Dadurch wird der Widerstand doppelt bzw. dreimal so groß. Wie ändert sich die Stromstärke? Tab. 37.4 enthält die gemessenen Stromstärken, die bei einem solchen Versuch aufgetreten sind. Die Stromstärke ist umso größer, je kleiner der Widerstand ist (indirekte Proportionalität). Die Ergebnisse dieser Versuche lassen sich in einem Gesetz zusammenfassen, das Georg Simon Ohm 1826 gefunden hat. Bilde dazu den Quotienten aus der Spannung U und der Stromstärke I und trage die Ergebnisse in die letzte Zeile der Tabelle ein! Du erhältst in allen Fällen den Zahlenwert für den elektrischen Widerstand R (Tab. 37.4). Das Ohm’sche Gesetz lautet also: Stromstärke = Spannung/Widerstand I = U __ R Durch Umformung ergibt sich: Widerstand = Spannung/Stromstärke R = U __ I Daraus ergibt sich die Einheit des elektrischen Widerstandes aus der Einheit von U und der von I: 1 Ohm = 1 Volt _______ 1 Ampere 1 Ω = 1 V ___ 1 A Ein elektrischer Leiter hat den Widerstand von 1 Ω, wenn bei einer Spannung von 1 V ein Strom von 1 A fließt. Mit dem Ohm’schen Gesetz lässt sich auch die Stromstärke, die in einem Stromkreis fließen wird, vorher berechnen, wenn die elektrische Spannung und der Widerstand bekannt sind. Können in einem Strom- kreis Spannung und Stromstärke beliebige Werte annehmen? 37.1 Schaltung, um den Zusammenhang zwischen Spannung, Stromstärke und Widerstand durch Messungen zu finden. EIN AUS V A !.OO Ω Spannung U (V) 0 1 2 3 Stromstärke I (A) 0 0,08 0,16 0,24 37.2 Abhängigkeit der Stromstärke von der Spannung 37.3 Grafische Darstellung der Abhängigkeit der Stromstärke von der Spannung 0 0,10 0,20 0,30 0 1,0 2,0 3,0 U in V I in A Spannung U (V) 2 2 2 Drahtlänge l (cm) 8 16 24 Stromstärke I (A) 0,16 0,08 0,053 R = U __ I (Ω) 12,5 25 37,5 37.4 Abhängigkeit der Stromstärke vom elektrischen Widerstand 37 Das Ohm’sche Gesetz Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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