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===Praktikum: Umkehrung des Fotoeffekts in einer LED===
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{|
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;Aufbau
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|height="1150px"|
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<gallery widths=180px heights=120px  perrow=4>
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|}
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Bild:Quanten_h-Bestimmung_LED_Versuchsaufbau_klein.jpg|[[Media:Quanten h-Bestimmung LED Beobachtung Messung rote Diode 635nm.ogg|Video einer Messung]]
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Bild:Quanten_Messung_h_LED_Schaltplan.png|Der Schaltplan
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Bild:Fotoeffekt_umgekehrt_Leuchtdioden.jpg|Alternativer Aufbau mit einem Netzgerät und integrierter Spannungsanzeige.
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</gallery>
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Man betreibt Leuchtdioden verschiedener Farben an unterschiedlichen Spannungen. Dabei beobachtet man deren Helligkeit und misst die Stromstärke. Die Diode mit einer Wellenlänge von 960nm beobachtet man mit Hilfe einer Digitalkamera, weil sie, wie die meisten Fernbedienungen, unsichtbares Infrarot-Licht aussendet.
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==Praktikum: Messen der Leistung==
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====Material====
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[[Datei:Praktikum Leistung.jpg|thumb|right|300px]]
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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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Die anliegende Spannung kann man gut mit einer 4,5V Flachbatterie und einer regelbaren Spannungsteilerschaltung einstellen. '''Damit die Dioden nicht überlastet werden können, sollte man unbedingt den <math>100\,\rm \Omega</math> Vorwiderstand verwenden!'''
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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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Das Voltmeter wird ohne den Vorwiderstand direkt parallel zur Diode geschaltet, das Ampèremeter in Reihe zur LED.
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====Schaltungen====
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:[[Datei:Praktikum_Leistungsmessung_Schaltpläne.png|600px]]
  
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Oder: Man lädt einen Kondensator (100 mikroF) mit 3V auf und betreibt damit verschiedenfarbige LEDs.
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:'''a)''' Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen.
  
 +
              | Batterie | Lämpchen |
 +
Spannung U    |          |          |
 +
              |          |          |
 +
Stromstärke I |          |          |
 +
              |          |          |
 +
Leistung P    |          |          |
 +
              |          |          |
  
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;Beobachtung
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:'''b)''' Zwei Lämpchen parallel geschaltet.
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Unterhalb einer Mindestspannung leuchten die LEDs nicht mehr und die Stromstärke sinkt auf 0A. Bei rotem Licht ist die Mindestspannung kleiner als bei blauem Licht.
+
  
−
Messwerte:
+
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
−
Lichtfarbe                        | IR  | rot | rot | gelb| grün| blau|
+
  Spannung U    |         |           |           |
−
  Wellenlänge (nm)                  | 950 | 660 | 635 | 585 | 560 | 465 |
+
              |         |           |            |
−
  Mindestspannung mit Ampèremeter (V)|     |     |     |     |     |     |
+
  Stromstärke I |         |           |           |
−
  Mindestspannung mit Auge (V)      |     |     |     |     |     |     |
+
              |          |           |           |
 +
  Leistung P    |         |           |           |
 +
              |         |           |           |
  
−
Die LED leuchtet kurz auf, aber der Kondensator entlädt sich nicht vollständig, es bleibt eine Mindestspannung erhalten. Diese Restspannung ist bei der roten LED kleiner als bei der blauen LED.
+
:'''c)''' Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet.
  
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Messwerte:
+
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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+
  Spannung U    |          |            |            |
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  Wellenlänge (nm)    |
+
              |          |            |            |
−
  Restspannung (V)    |
+
  Stromstärke I |          |            |            |
−
 
+
              |          |            |            |
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;Auswertung
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Leistung P    |          |            |            |
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Man trägt die Spannung über die Energie auf.
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              |          |            |            |
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Daraus lässt sich das Plancksche Wirkungsquantum bestimmen.
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==Links==
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* [http://www.youtube.com/watch?v=eO6JaaBhn-M Video: Versuch: Umkehrung des Photoeffekts in einer Leuchtdiode (LED)] (englisch ; youtube.com: "Planck Constant")
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*Diese [http://www.youtube.com/watch?v=M2xKVH3QMDw 3D-Animation] erklärt den Aufbau und die Funktion einer LED. (Thomas Schwenke, youtube.de)
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*[http://www.leifiphysik.de/web_ph10/versuche/15led/index.htm Übersichtliche Informationen zu Leuchtdioden] über Funktionsweise, Aufbau und Anwendung. (LEIFI)
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*[http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode Wikipedia: Leuchtdiode]
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−
* [http://www.led-info.de/grundlagen/leuchtdioden.html Umfassende Informationen zu Leuchtdioden] über Funktionsprinzip, Herstellung, Einsatz, Einkauf,... (Hauke Haller, led-info.de)
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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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