Messung von Spannung und Strom (mit Lastwiderstand)

skywalker · Anmeldungsdatum: 01.04.2006 Beiträge: 198

Hallöchen,

ich habe ein kleines (aber vielleicht auch ein großes, wird sich noch raustellen) Problem.

Folgende Situation:

Habe gestern einen Versuch gemacht. Dabei sollte ich Spannung und Strom messen. Der veränderte sich jeweils, nachdem man den Widerstand veränderte. Man hatte so einen veränderbaren Lastwiderstand.

NUn ja, dann habe ich mir halt einige Wertepaare (Strom und Spannung aufegschrieben)

Jetzt zu hause fällt mir auf, dass die Werte Spannung und STrom zusammen gestiegen sind. Ist das denn eigentlich nichtfalsch? Wenn ich den Lastwiderstand erhöhe, müsste doch eigentich die Spannung sinken und der Strom steigen. Wenn ich den Lastwidrstand kleinr mache, dann müsste die Spannung steigen und der Strom sinken.

Doch bei mir stiegen beide Werte.

Ich habe im anhang die Skizze hinzugefügt. Wie der Versuchsaufbau aussah. UNd neben bei noch gesagt, den Stromkreis hatte noch ein Betreuer nachgeguckt. Der meinte, der aufba wäre so ok.
zweite Info: die beiden Spannungen, wo das passierte war einmal die Spannung aus dem Haushaltnetz

und ein Akku

.
Dritte Info: die Spannung

in der Skizz ist eine Referenzspannung. R ist der Lastwiderstand. nd V ist ein Voltmeter und A ein Amperemeter.

Falls ihr sonstige Infos noch braucht, dann sagt ruhig bescheid.

Ich freue mich riesig auf eure Hilfe. Wenn ihr wisst, ob dieser Verlauf richtig oder falsch ist, sagt mir bitte bescheid.

dachdecker2

Die angehängte Schaltung erklärt doch, warum deine Spannung größer wird, wenn die Last steigt - du misst ja nicht die Spannung über dem Widerstand, die du aber zum Berechnen des widerstandswertes unbedingt brauchst.

Ziehe einfach die gemessene Spannung von

ab und du hast schonmal die Spannung, die über dem Widerstand anliegt. Rechne mit den diesen Werten nochmal und du wirst sinvolle Werte für R erhalten, die den eingestellten Werten nicht unähnlich sind.

skywalker · Anmeldungsdatum: 01.04.2006 Beiträge: 198

dachdecker2

Und die liegt unter der Annahme, dass dein Amperemeter einen vernachlässigbar kleinen Innenwiderstand hat, auch über dem Widerstand an. Wenn du Bock hast, kannst du natürlich den Einfluss der Leitungswiderstände und den des Amperemeters herausrechnen. Ich glaube nicht, dass das erforderlich ist.

skywalker · Anmeldungsdatum: 01.04.2006 Beiträge: 198

Ähm, mal eine Frage noch.
Bei dieser Schaltung wurde ja eine Referenzspannung mit eingebaut, damit irgendwie doch der WIderstand des Amperemeter klein und des Voltmeter groß ist, oder?
Und die zweite stromquelle sollte so angeschlossen werden, dass sie sich praktisch mit der Spannungsquelle U_1 bzw. U_2 aufhebt. Das Voltmeter hatte ja auch nahezu den Wert NUll angezeigt.
Irgendwie verstehe ich es nicht, wieso wir dann die Gemessene Spannung von der Referenzspannung subtrahieren müssen.

Ich muss auch zugeben, dass ich diesen Versuchsteil mit der zweiten Spannung nicht ganz kappiert habe. UNd allmählich verstehe ich immer weniger.

dachdecker2

Die zweite Spannungsquelle ist nicht drin, um den Widerstand des Volt- oder Amperemeters zu verändern - die Mesgeräte haben einen Innenwiderstand der nicht von der äußeren Beschaltung abhängt (der innenwiederstant eines Amperemeters hängt eher vom eingestellten Messberecih ab, zumindest bei Drehspulinstrumenten)

Warum musst du die Spannung abziehen?

Das ist ganz einfach. Stelle die Maschengleichungen auf und du bekommst sowas:

Das kannst du nach der Spannung über dem Widerstand umstellen:

Unter der Annahme, dass

ist, würde sich das auf das Folgende verkürzen:

skywalker · Anmeldungsdatum: 01.04.2006 Beiträge: 198

eine frage noch. und ich glaube, dann habe ich es verstanden.

Dein

bzw.

ist doch dann die endgültige Spannung die in dem Stromkreis fließt oder? Und die dann ein gerät, wenn man es an den Stromkreis anschließen würde, abbekommen würde. Oder?

dachdecker2

Es ist wichtig, das nirgendwo Spannung fließt - Spannung "liegt an" oder "fällt ab" (beides sind gleichwertige Formulierungen). Die Spannung ist der Antrieb für einen Storm, der in seiner Größe von der Last abhängt und auf die Quellenspannung (durch den Innenwiderstand der Quelle) zurückwirken kann.

"Mein"

liegt über dem Widerstand an. Es ist schon wichtig, wie du ein Gerät da anschließt - es macht einen Unterschied, ob das Gerät in Reihe oder parallel zu dem Widerstand angeschlossen wird oder ob es statt dem Widerstand angeschlossen wird. Diese drei Fälle werden sich in den gemessenen U's und I's unterscheiden. Deswegen macht mir die Formulierung "... endgültige Spannung die in dem Stromkreis ..." neben dem Fließen der Spannung auch Bauchschmerzen.

skywalker · Anmeldungsdatum: 01.04.2006 Beiträge: 198

Hallöchen,

da bin ich nochmal. und tut mir leid, für die doch extrem falsch gewählte ausdruckweise.

Ich hätte nochmal eine Frage zu diesem Thema.

Kann es sein, dass wenn

ist, dass die beiden Spannungen dann addiert werden?

UNd wenn gilt, dass

ist, dass dann

gemacht wird?

stimmt das?

dachdecker2

Die Gleichungen werden aus dem Schaltplan gelesen - das heißt, dass man dabei eine Richtung definieren muss, dieman dann konsequent einhält. Ich kenne weder den Wert von U_R noch den von U_{1oder2} - ich muss also willkürlich die Einbaurichung des Voltmeters festlegen. Damit man nachher keine Schwierigkeiten mit dem Vorzeichen bekommt, sollte man auch das Messgerät in der gleichen Richtung einbauen.

Daher hängen die Gleichungen nicht von den Beträgen der Variablen ab. Wenn die gemessene Spannung größer als U_R ist, bedeutet das, dass mehr als der Kurzschlussstrom der Quelle U_{1oder2} fließt. Wenn du deswegen die Gleichung änderst, werden deine Ergebnisse falsch.

Du bildest also die Gleichung aus dem Schaltplan, stellst nach der gesuchten Größe um und änderst die Gleichung danach nicht mehr ab.