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==Praktikum: Messen der Leistung==
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====Material====
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* 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
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* 1 Flachbatterie 4,5V
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* 2 Kabel mit 2 Klemmen
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* 2 Lämpchen mit Fassungen
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* 2 Multimeter mit je 2 Kabeln
  
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====Arbeitsauftrag====
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*Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
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#Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
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#Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
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#Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
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#Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.
  
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===Arbeitsauftrag===
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====Schaltungen====
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[[Datei:Versuchsaufbau_Messung_magnetische_Ladung.jpg|thumb]]
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:[[Datei:Praktikum_Leistungsmessung_Schaltpläne.png|600px]]
  
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*Messen Sie die Nordpol- und die Südpolladung der Stabmagnete.
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:'''a)''' Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen.
  
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*Messen Sie die magnetische Polarisation der Stabmagnete.
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              | Batterie | Lämpchen |
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Spannung U    |          |          |
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Stromstärke I |          |          |
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Leistung P    |          |          |
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;Material
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:'''b)''' Zwei Lämpchen parallel geschaltet.
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:Stabmagnete, Netzgerät, Kabel, Spule mit 500 Windungen, Waage, Stativmaterial
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;Theoretischer Hintergrund
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:a) Die Feldstärke wurde ursprünglich als [[Die_Feldstärke_als_gerichteter_Ortsfaktor|Ortsfaktor]] festgelegt: <math>H=\frac{F}{Q_m}</math>
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:Die Kraft auf einen Probepol kann man leicht messen, aber wie soll man die magnetische Ladung des Pols messen? Man kann die Gleichung nach der Ladung auflösen und das als Festlegung der magnetischen Ladung interpretieren:
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::<math>Q_m=\frac{F}{H}</math>
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:b) Die [[Die_magnetische_Feldstärke|Feldstärke]] wurde dann mit Hilfe einer Spule festgelegt, was auch praktikabel ist: <math>H=\frac{n\, I}{l}</math>
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:Befindet sich nun ein Magnetpol innerhalb einer Spule und man misst die Kraft auf den Pol, so kann man die magnetische Ladung des Pols bestimmen:
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::<math>Q_m=\frac{F}{H} = F\, \frac{l}{n\, I}</math>
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:c) Die magnetische Polarisation innerhalb des Magneten hängt direkt mit der magnetischen Ladung der Pole und der Feldstärke zusammen. Die Maxwellsche Gleichung der Magnetostatik lautet:
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::<math>\textrm{}\quad \mu_0\, \bar H \, A = Q_m = - \bar J \, A </math>
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:Man kann die magnetische Polarisation mit der rechten Seite der Gleichung bestimmen, indem man auflöst:
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::<math>-J =\frac{Q_m}{A}</math>
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:Dabei ist die Fläche A die Stirnfläche des Stabmagneten. Die magnetische Polarisation entspricht also der Flächenladungsdichte der Pole.
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[[Datei:Elektret Polarisierungslinien Polarisierungsladungen Feldlinien Gauß.png|thumb|314px|]]
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|}
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;Aufbau
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              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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*Das Netzgerät bildet mit der Spule und dem Ampèremeter einen geschlossenen Stromkreis.
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Spannung U    |          |            |            |
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:Das Ampèremeter wird zur Stromstärkemessung auf "10A" gestellt, und die entsprechende Buchse für das Kabel gewählt.
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              |          |            |            |
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*Die Spule wird auf die Waage gestellt und der Stabmagnet mit Hilfe der Klemmen so positioniert, dass der Nord- oder Südpol innerhalb der Spule ist, der jeweils andere Pol möglichst weit weg von der Spule.
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Stromstärke I |          |            |            |
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:Bei kurzen Stabmagneten kann man das Messergebnis verbessern, wenn man zwei Stabmagnete zu einem langen Magnet verbindet.
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              |          |            |            |
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<br style="clear: both" />
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Leistung P    |          |            |            |
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===Beobachtungen===
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:'''c)''' Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet.
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Spule
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    Windungsanzahl:
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Länge in cm und m:
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Kleiner Stabmagnet
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              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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  Spannung U    |          |            |            |
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Abmessungen der Stirnfläche:
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              |         |            |            |
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Stirnfläche in cm^2 und m^2:
+
  Stromstärke I |          |            |           |
−
   
+
              |         |            |            |
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          Stromstärke in A | "Masse" in g | Kraft in N
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Leistung P    |         |            |            |
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  Nordpol:                  |             |    
+
              |          |            |           |
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                          |             |
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  Südpol:                  |             |    
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Aktuelle Version vom 22. Juli 2026, 10:39 Uhr

Praktikum: Messen der Leistung

Material

Praktikum Leistung.jpg
  • 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
  • 1 Flachbatterie 4,5V
  • 2 Kabel mit 2 Klemmen
  • 2 Lämpchen mit Fassungen
  • 2 Multimeter mit je 2 Kabeln

Arbeitsauftrag

  • Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
  1. Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
  2. Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
  3. Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
  4. Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.

Schaltungen

Praktikum Leistungsmessung Schaltpläne.png
a) Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen. 
              | Batterie | Lämpchen |
Spannung U    |          |          |
              |          |          |
Stromstärke I |          |          |
              |          |          |
Leistung P    |          |          |
              |          |          |
b) Zwei Lämpchen parallel geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
              |          |            |            |
c) Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
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