Elektrischer Widerstand - Physik
Elektrischer Widerstand - Physik
Elektrischer Widerstand - Physik
Einleitung
Der elektrische Widerstand bremst den elektrischen Strom. Sein Formelzeichen ist R. Die Einheit heißt Ohm und hat das Zeichen Ω.
In diesem aiMOOC lernst Du, wie Widerstand, Spannung und Stromstärke zusammenhängen.
Was ist elektrischer Widerstand?
Ein Leiter lässt elektrische Ladungen nicht völlig ungehindert fließen. Er setzt dem Strom einen Widerstand entgegen.
Ein großer Widerstand lässt bei gleicher Spannung nur eine kleine Stromstärke zu. Ein kleiner Widerstand lässt eine größere Stromstärke zu.
Formelzeichen und Einheit
Für den Widerstand gilt:
Dabei bedeuten:
Merke: 1 kΩ sind 1000 Ω. 1 MΩ sind 1.000.000 Ω.
Das Ohmsche Gesetz
Bei einem ohmschen Widerstand ist der Quotient aus Spannung und Stromstärke konstant. Die Temperatur muss dabei gleich bleiben.
Beispiel: An einem Widerstand liegen 6 V an. Es fließen 0,2 A.
Die Kennlinie
Eine Kennlinie zeigt den Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke.
Bei einem ohmschen Widerstand ist die Kennlinie eine Gerade durch den Ursprung. Wird der Widerstand warm, kann sich sein Wert ändern.
Datei:Ohm's Law. (- 3 Simple Examples).webm
Widerstand messen
Ein Multimeter kann den Widerstand messen. Stelle das Messgerät auf den Ω-Bereich.
Wichtig: Schalte die Stromquelle vor der Widerstandsmessung aus. Arbeite im Unterricht nur nach den Sicherheitsregeln Deiner Lehrkraft.
Widerstände erkennen
Viele kleine Bauteile tragen Farbringe. Diese Farbringe geben den Widerstandswert und seine Toleranz an.
Lernbereiche
- Elektrizitätslehre
- Elektrischer Stromkreis
- Elektrische Spannung
- Elektrische Stromstärke
- Ohmsches Gesetz
- Messtechnik
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was beschreibt der elektrische Widerstand? (Er beschreibt, wie stark der Stromfluss gehemmt wird) (!Er beschreibt nur die Farbe eines Kabels) (!Er beschreibt die Masse eines Elektrons) (!Er beschreibt die Lautstärke eines Geräts)
Welche Einheit hat der elektrische Widerstand? (Ohm) (!Volt) (!Ampere) (!Watt)
Welches Formelzeichen steht für den Widerstand? (R) (!U) (!I) (!P)
Welche Formel berechnet den Widerstand? (R = U geteilt durch I) (!R = U mal I) (!R = I geteilt durch U) (!R = U plus I)
Eine Spannung von 6 Volt erzeugt eine Stromstärke von 2 Ampere. Wie groß ist der Widerstand? (3 Ohm) (!8 Ohm) (!12 Ohm) (!0,3 Ohm)
Was geschieht bei gleicher Spannung, wenn der Widerstand größer wird? (Die Stromstärke wird kleiner) (!Die Stromstärke wird größer) (!Die Spannung verschwindet immer) (!Die Einheit wird zu Watt)
Welches Gerät kann einen Widerstand messen? (Multimeter) (!Thermometer) (!Barometer) (!Stoppuhr)
Was musst Du vor einer Widerstandsmessung tun? (Die Stromquelle ausschalten) (!Die Spannung erhöhen) (!Die Kabel erwärmen) (!Den Widerstand kurzschließen)
Wie sieht die Kennlinie eines ohmschen Widerstands aus? (Wie eine Gerade durch den Ursprung) (!Wie ein Kreis) (!Wie eine waagerechte Linie) (!Wie eine zufällige Zickzacklinie)
Welche Bedingung ist für das Ohmsche Gesetz wichtig? (Die Temperatur bleibt gleich) (!Der Widerstand muss leuchten) (!Die Spannung muss null sein) (!Das Kabel muss aus Holz sein)
Memory
| Widerstand | hemmt den Stromfluss |
| Ohm | Einheit des Widerstands |
| Spannung | treibt den Strom an |
| Stromstärke | gibt die Stärke des Stroms an |
| Multimeter | misst elektrische Größen |
| Kennlinie | zeigt Messwerte in einem Diagramm |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| R | Widerstand |
| U | Spannung |
| I | Stromstärke |
| Ohm | Einheit des Widerstands |
| Multimeter | Messgerät |
Kreuzworträtsel
| Widerstand | Welche Größe hemmt den elektrischen Strom? |
| Spannung | Welche Größe treibt den Strom an? |
| Ampere | Wie heißt die Einheit der Stromstärke? |
| Kennlinie | Wie heißt der Graph aus Messwerten von Spannung und Stromstärke? |
| Multimeter | Welches Gerät misst mehrere elektrische Größen? |
| Farbringe | Was zeigt bei vielen Widerständen den Wert des Bauteils an? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Widerstände suchen: Finde in Deiner Umgebung drei Geräte, in denen Widerstände vorkommen könnten. Fotografiere oder zeichne sie.
- Einheiten-Plakat: Gestalte ein kleines Plakat zu Ohm, Volt und Ampere.
- Schaltbild: Zeichne eine Batterie, einen Widerstand und Leitungen als einfachen Stromkreis.
- Mini-Erklärung: Erkläre in höchstens 30 Sekunden, was ein elektrischer Widerstand macht.
Standard
- Formeldreieck: Gestalte ein eigenes Formeldreieck für U, R und I und erkläre seine Nutzung.
- Messwerttabelle: Plane eine Messreihe mit verschiedenen Spannungen und notiere die erwarteten Stromstärken.
- Kennlinie zeichnen: Zeichne aus vorgegebenen oder selbst gemessenen Werten eine Kennlinie.
- Messanleitung: Erstelle eine bebilderte Anleitung für eine sichere Widerstandsmessung.
Schwer
- Temperatur untersuchen: Entwickle eine Vermutung dazu, wie Wärme den Widerstand eines Metalldrahts verändert.
- Versuch planen: Plane einen Versuch, mit dem Du prüfst, ob ein Bauteil ein ohmscher Widerstand ist.
- Messfehler erklären: Untersuche, welche Fehler bei einer Widerstandsmessung entstehen können.
- Technik-Projekt: Erkläre an einem Gerät, warum dort ein bestimmter Widerstand gebraucht wird.
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Lernkontrolle
- Zusammenhang erklären: Eine Lampe bekommt bei gleicher Spannung weniger Strom als eine zweite Lampe. Erkläre, was das über ihre Widerstände aussagt.
- Kennlinien vergleichen: Zwei Geraden verlaufen durch den Ursprung. Eine Gerade ist steiler. Begründe, welcher Leiter den größeren Widerstand hat.
- Messung beurteilen: Eine Person misst den Widerstand, während die Batterie noch angeschlossen ist. Erkläre das Problem und verbessere den Aufbau.
- Bauteil auswählen: In einem Stromkreis soll die Stromstärke kleiner werden. Beschreibe, wie ein zusätzlicher Widerstand helfen kann.
- Beobachtung deuten: Ein Draht wird beim Stromfluss warm und die Stromstärke sinkt. Erkläre einen möglichen Zusammenhang.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis solltest Du:
- den elektrischen Widerstand in eigenen Worten erklären,
- die Größen R, U und I mit ihren Einheiten sicher zuordnen,
- das Ohmsche Gesetz anwenden,
- eine einfache Kennlinie auswerten,
- eine sichere Widerstandsmessung beschreiben,
- ein Beispiel aus Alltag oder Technik erklären.
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