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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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;Wellenträger
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====Arbeitsauftrag====
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:So bezeichnet man den Gegenstand innerhalb dessen sich die mechanische Welle ausbreitet.
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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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;Longitudinalwelle
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====Schaltungen====
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:Eine Schallwelle ist eine Longitudinal- oder auch Druckwelle. Bei einer Longitudinalwelle schwingen die Teilchen in der Ausbreitungsrichtung der Welle.  
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:[[Datei:Praktikum_Leistungsmessung_Schaltpläne.png|600px]]
  
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;Transversalwelle
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:'''a)''' Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen.
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:Eine Wasserwelle ist  eine Transversalwelle<ref>Dies gilt nur bei kleinen Ampiltuden einer Wasserwelle, wenn im wesentlichen die Oberflächenspannung die Wasserteilchen koppelt (Kapillarwelle). Bei großen Amplituden koppelt die Schwerkraft die Teilchen und die Bewegung des Wassers wird komplexer (Schwerewellen).</ref> . Bei einer Transversalwelle schwingen die Teilchen vertikal zur Ausbreitungsrichtung.  
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;Wellenzug/Wellenpaket/Wellengruppe
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              | Batterie | Lämpchen |
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:Der Wellenzug ist die Störung, die "losgeschickt" wurde.
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Spannung U    |          |          |
 +
              |          |          |
 +
Stromstärke I |          |          |
 +
              |          |          |
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Leistung P    |          |          |
 +
              |          |          |
  
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;Phasengeschwindigkeit
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:'''b)''' Zwei Lämpchen parallel geschaltet.
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:Die Phasengeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit mit der sich eine Phase in Schwingungsrichtung fortbewegt. (Z.B. Ein "Hochpunkt" der Störung.) (Im Unterschied dazu versteht man unter der ''Gruppengeschwindigkeit'' die Ausbreitungsgeschwindigkeit der "Einhüllenden" des Wellenpakets. Die beiden Geschwindigkeiten unterscheiden sich nur dann, wenn die Phasengeschwindigkeit von der Frequenz abhängig ist. (Sogenannte ''Dispersion'') )
+
  
−
;Wellenlänge
+
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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:Die Wellenlänge ist der kürzeste Abstand zwischen zwei Schwingungen, die phasengleich schwingen.
+
Spannung U    |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
 +
Stromstärke I |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
 +
Leistung P    |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
  
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[[Datei:Welle_Kreiswelle_animiert.gif|right|thumb|Wellenfronten (grün) ("wandern mit") und Wellenstrahlen (rot) bei einer Kreiswelle.]]
+
:'''c)''' Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet.
−
;Wellenfront
+
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:Verbindet man die benachbarten Orte im Raum, an denen die Schwingungen phasengleich sind, zB. alle "Berge", so erhält man Linien senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Sie heißen Wellenfronten und sind im Raum bei ebenen Wellen Ebenen, bei Kugelwellen Kugeln. Bei zweidimensionalen Wellen findet man bei der ebenen Welle Geraden und bei Kreiswellen Kreise:). Eindimensional ist das langweilig.  
+
  
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;Wellenstrahlen
+
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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:Sie geben die Ausbreitungsrichtung der Welle an und sind senkrecht zu den Wellenfronten.
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Spannung U    |          |            |            |
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+
              |          |            |            |
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;ebene Welle, Kreiswelle, Kugelwelle
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Stromstärke I |          |            |            |
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:Eine ebene Welle breitet sich nur längs einer Raumrichtung aus. Kugelwellen, Kreiswellen oder Zylinderwellen sind also keine ebenen Wellen.
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              |          |            |            |
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Leistung P    |         |            |            |
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;homogene Welle
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              |          |            |            |
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:Eine homogene Welle besteht aus einem unendlich langen Wellenzug, bei dem alle beteiligten Schwingungen gleich sind. Diese Idealisierung der Realität ist mathematisch gut zu beschreiben.
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;harmonische Welle
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:Bei dieser Welle sind alle Schwingungen [[Woran man eine harmonische Schwingung erkennt (Vier gleichwertige Kriterien)|harmonisch]]. Dies ist in der Natur nie exakt erfüllt. Vor allem bei größeren Amplituden der beteiligten Schwingungen, ähnlich dem [[Untersuchung_von_Schwingungen_mit_der_Differentialgleichung#Das_Fadenpendel|Fadenpendel]].
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;Amplitude einer Welle
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:Eine zeitlich und räumlich unbegrenzte Welle hat an jeder Stelle im Raum eine Amplitude. Sind diese alle gleich, kann man auch von ''der'' Amplitude der Welle sprechen.
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;Frequenz einer Welle
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:Wenn alle beteiligten Schwingungen mit der gleichen Frequenz schwingen, kann man auch von ''der'' Frequenz der Welle sprechen. Bei einer ebenen Welle ist dies in der Regel der Fall.
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<br style="clear: both" />
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==Fußnoten==
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<references />
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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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