Ohmsches Gesetz: unbekannten Widerstand ohne Ampmeter messen

jen · Anmeldungsdatum: 30.08.2008 Beiträge: 7

Also ich habe eine aufgabe zum ohmschen Gesetz bekommen. Das hörte sich für mich erstmal ganz einfach an, aber irgentwei hat mich die Aufgabe verwirrt. ich bin mir nicht sicher ob ich sie richtig angehe.

1. Ein elektrischer Verbraucher hat einen unbekannten Widerstand R1. Er ist an eine Spannungsquelle U= 12 V angeschlossen. Ein Physiker möchte die Stromstärke i im Stromkreis bestimmen, allerdings ist es nicht möglich, ein strommessgerät in den Stromkreis direkt einzubauen.

a) Warum kann der Physiker mithilfe eines zusätzlichen Widerstandes R und eines Spannngsmessgerätes U indirekt die Stromstärke messen? Welchen Vorteil könnte diese indirekte Methode haben?

meine Überlegung:
ich messe die Spannung an R und erhalte damit U1. Dann ziehe ich U1 von U ab und erhalte die Spannung an R1 also U2. (U=U1+U2 , U2=U-U1) Da ich den Widerstand von r kenne rechne ich wie folgt R1 aus.

U1/U2=R/R1

Wenn ich R1 habe addiere ich R1 und R und erhalte damit Rgesamt. Und kann dann mit der Formel U=R*I indem ich sie umstelle I ausrechnen.

Ist das soweit korrekt?Welchen Vorteil das haben könnte weiß ich allerdings nicht.

b) bestimmen Sie R unter der Annahme dass die Stomstärke im Bereich 10...1000mA liegt und das Spannungsmessgerät einen vollausschlag von 1V hat. warum wurde dieser wiederstand gewählt.

meine Überlegung:
I=10mA oder I=1000mA
U1 = 1V U=12V

U=R*I
R1=U1/I

R1=1V/1/10000A

R1= 10000 ohm bei 10mA

das kommt mir allerdings ein wenig viel vor. Ausserdem soll ich in der nächsten aufgabe die bestellnummer einee geeigneten wiederstandes bei conrad.de raussuchen. Aber die Stromstärke liegt ja im bereich 10...1000mA. Ist das nicht ein sehr großer bereich? kann ich dan überhaupt einen geeigneten Widerstand finden?
Ich habe irgentwie das Gefühl dass ich an das ganze falsch rangegangen bin. Es wärte nett wenn mir jemand helfen könnte auf den richtiegen weg zu kommen.

noob · Gast

also, ich bin auch noch ein Laie in der E-Lehre, aber dein Lösungsweg klingt für mich (außer der Einheit bei b.)) richtig. Was denke ich wichtig wäre, ist das du noch ganz explizit hinschreibst, dass du deinen zusätzlichen Widerstand in Reihe schaltest, weil deine Überlegung nur in einer Seienschaltung stimmt.

Bei b) hast du vermutlich einen Einheitenfehler? Ich habs nicht nachgerechnet, aber du schriebst "R1=1V/1/10000A " Es stimmt war das SI Volt durch Ampere ist, aber wenn du 10000A schreibst ist das nicht gut.

Wenn man einen Widerstand sucht, dann muss man prinzipiell denjenigen nehmen, der am stärksten ist. Von den jeweiligen Belastungen versteht sich.

Ich hoffe ich hab jezt keinen Stuß erzählt

Gruß

pingu · Anmeldungsdatum: 30.06.2007 Beiträge: 94

Also ich finde a) klingt richtig. Wenn sich aber alles in Serie befindet, genügt es eigtl auch einen Widerstand und die darüberliegende Spannung zu kennen, um I auszurechenen. Zur Frage, weshalb das eine gute Mehtode ist, folgendes: Es gibt keine idealen Volt- oder Ampèremeter, was zur Folge hat, dass beide einen Innenwiderstand besitzen, so dass die Messung nicht ganz exakt ist. Das Voltmeter wird immer parallel geschaltet und besitzt einen unendlich (ideal) grossen Widerstand. Der Strom jedoch sucht sich immer den Weg des geringsten Widerstandes. Wenn wir jetzt ein Ampèremeter mit Widerstand haben, müsste das idealerweise einen Widerstand gleich Null haben, was aber in der Realität nicht der Fall ist, deshalb haben wir da noch einen Innenwiderstand, den wir bei unserer Rechnung noch berücksichtigen müssten.

Keine Garantie, ob das alles stimmt, aber ich würde so argumentieren.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

@noob:

In dem Zwischenergebnis

R1=1V/1/10000A

fehlen wahrscheinlich einfach nur die nötigen Klammern, und es dürfte

R1=1V/((1/10000)A)

gemeint sein.

noob · Gast

hoppla, das habe ich dann wohl übersehen, dass das so gemeint sein soll Tanzen

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

zur Aufgabe a):

* Da hast du bisher noch vergessen, dazuzusagen oder in einer Zeichnung zu zeigen, wie du diesen zusätzlichen Widerstand R in die Schaltung mit einbauen möchtest.

Die Überlegung von pingu, dass das was mit Messgenauigkeit zu tun hat, geht in die richtige Richtung. Wie würdest du diesen Gedanken mit eigenen Worten formulieren? Hast du zum Beispiel schon mal etwas von einer Schaltung gehört, die du im Unterricht als eine "...-Fehler-Schaltung" kennengelernt haben könntest?

zur Aufgabe b):

In

jen · Anmeldungsdatum: 30.08.2008 Beiträge: 7

erst einmal vielen dank an alle für die schnellen antworten.

dermarkus:
Da hast du bisher noch vergessen, dazuzusagen oder in einer Zeichnung zu zeigen, wie du diesen zusätzlichen Widerstand R in die Schaltung mit einbauen möchtest.

jen: also R ist in reihe mit R1 geschaltet. sorry habe ich vergessen dazu zu schreiben

dermarkus:
Die Überlegung von pingu, dass das was mit Messgenauigkeit zu tun hat, geht in die richtige Richtung. Wie würdest du diesen Gedanken mit eigenen Worten formulieren? Hast du zum Beispiel schon mal etwas von einer Schaltung gehört, die du im Unterricht als eine "...-Fehler-Schaltung" kennengelernt haben könntest?

Jen:ich habe leider noch nichts von einer ...-fehler-schaltung gehört. zu der Überlegung von pingu: also wenn ich das richtig verstanden habe, dann hat das spannungsmessgerät einen ideal großen widerstand. Da es parallel geschaltet ist und sich der strom immer den weg mit dem geringsten widerstand sucht fließt mehr durch den eingebauten widerstand als duch das spannungsmessgerät und dadurch beeinflusst das spannungsmessgerät nicht die messung. da ein strommessgerät immer in reihe geschaltet wird und einen innenwiderstand hat beeinflusst es die messung. ist das so richtig? ich bin mir nicht ganz sicher ob ich das richtig verstanden habe.

dermarkus:
hast du bei deiner Rechnung einen Umrechnungsfehler eingebaut. Denn 10 mA sind nicht gleich (1/10000)A. Wieviel Ampère sind 10 mA, wenn du es dir nochmal genau ausrechnest?

ohje, wie blöd kann man sein. da war ich wohl einwenig schnell mit meiner rechnung Augenzwinkern

tut mir übrigens auch leid, dass ich die klammern vergessen habe.
so müsste es jetzt stimmen:

R1=1V/((10/1000)A)
R1= 100 ohm

also brauche ich bei 10mA einen widerstand von 100ohm und bei 1000mA einen widerstand von 1 ohm?

dermarkus:
Wie kommst du auf die Überlegung, dass es praktisch wäre, deinen Widerstand R so groß zu wählen, dass du an ihm die Spannung U1= 1V misst, wenn 10 mA durchfließen? Wäre das praktisch für deine Messung, so dass du den Widerstand von R1 auch noch gut mit Hilfe deines Voltmeters mit dem gegebenen Messbereich messen könntest, auch wenn der Strom bei 1000 mA statt bei 10 mA liegen sollte?

also irgentwie verstehe ich nicht so ganz was du damit meinst grübelnd

hier auch noch die zeichnung

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, es handelt sich hier um eine Reihenschaltung wie in deiner Abbildung gezeigt smile

jen · Anmeldungsdatum: 30.08.2008 Beiträge: 7

Viele dank ertmal für deine Geduld mit mir und deine Antworten.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

jen · Anmeldungsdatum: 30.08.2008 Beiträge: 7

also irgentwie bin ich jetzt verwirrt, waren hier nicht eigenltlich noch mehr Beiträge? Wo sind die letzten Beiträge abgeblieben? grübelnd

Ich wollte nähmlich eigentlich gerade antworten, habe aber lieder nicht mehr genau im kopf was genau im beitrag stand

@dermarkus
könntest du vielciht deine letzten Ideen nochmal aufschreiben?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Stimmt, da scheinen die meisten Beiträge vom gestrigen Montag entweder abhanden gekommen zu sein oder momentan nicht angezeigt zu werden.

Ich versuche noch mal, in etwa an das hier gesagte anzuknüpfen:

Du schriebst in etwa

jen · Anmeldungsdatum: 30.08.2008 Beiträge: 7

Ersteinmal danke, dass du nochmals deinen beitrag geschriben hast smile

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

jen · Anmeldungsdatum: 30.08.2008 Beiträge: 7

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

jen · Anmeldungsdatum: 30.08.2008 Beiträge: 7

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Genau

jen · Anmeldungsdatum: 30.08.2008 Beiträge: 7

Ich wollte mich bei dir für die hilfe bedanken. Ich glaube, dass ist das erste mal, dass ich die ganze Stromkreisgeschichte wirklich verstanden habe smile

also, vielen dank für deine hilfe