Physikquiz

Grundwissen Spannung und Stromstärke

1. Größen und Einheiten

Größe Formelzeichen Einheit Messgerät Bedeutung
Spannung U Volt,
1 V
Spannungsmesser Ist ein Maß für den Unterschied zwischen Elektronenüberschuss (negativer Pol) und Elektronenmangel (positiver Pol).
Stromstärke I Ampere,
1 A
Strommesser Ist ein Maß für die Anzahl der Elektonen, die pro Sekunde durch den Querschnitt des Leiters fließen.
Widerstand R Ohm,Ohm
Widerstandsmesser Ist ein Maß für die Behinderung des Stromes.

2. Formeln und Gesetze

Ohmsches Gesetz U proportional I Bei konstanter Temperatur sind in einem Leiter Spannung und Stromstärke zueinader proportional.
Widerstandsdefinition Widerstandsdefinition Der Proportionalitätsfaktor zum Ohmschen Gesetz wird als Widerstand bezeichnet.
Stromstärke Stromstärk Je mehr Elektronen je Zeit durch den Querschnitt eines Leiters fließen, um so größer ist der Strom.

3. Zusammenhänge

Messgeräte:

Spannungsmesser: Der Spannungsmesser soll den Unterschied zwischen negativem und positivem Pol messen aber selber keinen Strom fließen lassen. Deshalb hat er einen sehr großen Innenwiderstand.
Er wird parallel zu den beiden Anschlüssen geschlossen

Strommesser: Der Strommesser soll den Strom messen, der durch eine Leitung fließt ohne ihn merklich zu behindern. Deshalb hat er einen sehr kleinen Innenwiderstand.
Er wird in Reihe in die Leitung eingeschaltet.

Stromkreis

Verbindet man den Plus- mit dem Minuspol einer Batterie fließen die Elektronen hemmungslos durch den Leiter: Kurzschluss.
Damit man den Strom nutzvoll arbeiten lassen kann, muss man ihn bremsen, also einen Widerstand in den Kreis einbauen. Der Widerstand begrenzt den Strom und wandelt dabei elektrische Energie in andere Energiearten um.

  • Lampe: Licht- und Wärmeenergie
  • Fön: Wärme- und mechanische Energie
  • Herd: Wärmeenergie

Widerstand und Temperatur

In Metallen werden die fließenden Elektronen durch die schwingenden Metallatome gestört. Das ist der Widerstand.
Je wärmer das Metall wird, um so stärker schwingen die Atome und behindern die Elektronen mehr: Der Widerstand steigt.

Stromkreise

Erklärung Schaltung
In einen einfachen Stromkreis ist der Strom an allen Stellen gleich. Die Lampe ist kein Stromverbraucher, sondern ein Energiewandler. I1 = I2

In einer Reihenschaltung von Widerständen ist der Strom an allen Stellen gleich.
I1 = I2 = I3
In einer Reihenschaltung von Widerständen ist die Gesamtspannung an der Spannungsquelle so groß wie die Summe der Teilspannungen über den einzelnen Widerständen.
U1 = U2 + U3
In einer Parallelschaltung von Widerständen ist der Gesamtstrom so groß wir die Summe der Teilströme.
I1 = I2 + I3
In einer Parallelschaltung von Widerständen sind die Spannungen über den Widerständen und über der Spannungsquelle gleich groß.
U1 = U2 = U3

Strom, Spannung, Widerstand

Aufgabe: Klicke bei jeder Frage die richtige Lösung an, es kann immer nur eine sein.
Überprüfe danach die Eingaben.
1. In einer Parallelschaltung von 2 gleichen Widerständen wird der Strom an drei verschiedenen Stellen gemessen. Welcher Zusammenhang ist richtig?

I1=I2=I3
I1=I2+I3
I3=I1+I2

2. In der Schaltung wird der Strom an zwei Stellen gemessen. Welche Aussage ist richtig?

Strom 1 ist kleiner als Strom 2.
Beide Ströme sind gleich groß.
Strom 1 ist größer als Strom 2.

3. Was versteht man unter elektrischen Strom?

Eine elektrische Spannung.
Die gerichtete Bewegung von geladenen Teilchen.
Die Energie, die in einer Batterie enthalten ist.

4. In einer Parallelschaltung von 2 gleichen Widerständen wird die Spannung an drei verschiedenen Stellen gemessen. Welcher Zusammenhang ist richtig?

U3=U2+U1
U1=U2+U3
U1=U2=U3

5. Welches Formelzeichen hat die physikalische Größe Stromstärke?

A
I
U

6. Wie ändert sich der Widerstand eines metallischen Leiters beim Erwärmen?

Er wird größer.
Er wird kleiner.
Er bleibt gleich.

7. Wie wird der Strommesser in einer Schaltung geschaltet?

Parallel zum Widerstand, durch den der Strom gemessen werden soll.
In Reihe zum Widerstand, durch den der Strom gemessen werden soll.

8. Was passiert, wenn man einen Strommesser versehentlich als Spannungsmesser schaltet.

Der Strommesser geht kaputt.
Es ändert sich nichts.
In der Schaltung fließt deutlich weniger Strom.

9. Welche Aussage macht das Ohmsche Gesetz?

Bei konstanter Temperatur ist an einem Leiter die anliegende Spannung und der fließende Strom zueinander proportional.
Der Widerstand ist der Quotient aus Spannung und Stromstärke.
Der Widerstand eines Leiters ist proportional zur Länge des Leiters.

10. Welches Formelzeichen hat die physikalische Größe Spannung?

I
U
V

Auswertung:

Erklärung:
richtige Antwort
falsche Antwort
wäre richtig gewesen