Protokoll: Black Boxen und Spule

Bebbo Erbse · Anmeldungsdatum: 01.10.2006 Beiträge: 39

Hallo Forum!
Gerade heute lief in unserem Physik-Unterricht ein Praktikum an und ich wollte im vorraus mich schonmal erkundigen, ob meine Ideen zu den Aufgabenstellungen korrekt sind...

Das erste Problem stellt die Black Boxen dar... Man besitzt 4 elektrische Bauelemente in Kästen versteckt und soll testen was sich darin für ein elektrisches Bauelement verbirgt. Dem Unterrichtsstoff entsprechend können wohl folgende Bauelemente auftreten: Glühbirne, ohmscher Widerstand, Spule, Kondensator, Diode.

Ich würde einfach jedes Bauelement in einen Stromkreis mit Potentiometer, Amperemeter und Voltmeter jeweils in Gleichsstromquelle und Wechselstromquelle anschließen und unterschiedliche Messungen vornehmen...
Nun habe ich mir folgende eineindeutige Eigenschaften der Bauelemente überlegt, die es zu entdecken gilt:

Glühbirne: Ich denke mal, wenn ich mit dem Potentiometer raufschalte, wird sich der Widerstand von diesem Element bei zunehmender Spannung vergrößern... Müsste doch für Gleich- und Wechselstromkreis gelten oder?

ohmscher Widerstand: Ja... ich denk mal da bleibt der Widerstand permanent gleich, im Gleichstromkreis wie im Wechselstromkreis wobei ich nicht weiß ob das jeweils dieselben Widerstände sind?

Spule: Die besitzt im Gleichstromkreis einen deutlich kleineren Widerstand als im Wechselstromkreis...

Kondensator: Dabei kann ich nur einen Strom im Wechselstromkreis messen, der Widerstand müsste im Gleichstromkreis unenedlich groß sein...

Diode: Die funktioniert im Gleichstromkreis nur in eine Richtung... also einfach mal andersrum reinstecken und schauen was passiert...

... so als nächstes geht es um die Induktivität einer Spule... Dabei soll das unterschiedl. Verhalten einer Spule im Gleich- und Wechselstromkreis begründet werden:
Im Gleichstromkreis wirkt die Spule wie ein ohmsches Bauelement. Beim Einschalten fließt durch die Spule ein sich verändernder Strom (zunehmend) wodurch die Spule um sich ein Magnetfeld aufbaut, welches sich ebenfalls verändert (vergrößert). Nur während der Veränderung wird in der Spule durch Selbstinduktion eine Spannung induziiert, wodurch ein Induktionsstrom dem Ursprung (Ladestrom) entgegenwirkt. Nachdem der Ladestrom sein Maximum erreicht hat (binnen kurzer Zeit) verändert sich das Mangnetfeld der Spule nicht mehr und es findet keine Selbstinduktion mehr statt. Die Spule wirkt als ohmscher Widerstand
Im Wechselstromkreis wird die Spule jedoch von einem sich ständig veränderndem Strom durchsetzt (wegen ständiger Umpolung). Dabei verändert sich auch das Magnetfeld der Spule ständig wodurch ständig durch Selbstinduktion ein Stromfluss erzeugt wird, der seiner Ursache entgegenwirkt und den messbaren Widerstand deutlich vergrößert. Somit wirkt die Spule im Wechselstromkreis als zusätzlicher Blindwiderstand.

Fehlt an der Erklärung noch etwas wichtiges oder ist das ok so?

Dann soll noch eine Begründung geschehen wieso sich die Induktivität bei Eintauchtiefe eines Eisenkerns verändert... Dabei weiß ich nur dass sich die Induktivität vergrößert je stärker die Spule vom Eisenkern durchsetzt wird... liegt das an dieser Permeabilitätszahl die bei Eisen besonders groß ist und das Magnetfeld deutlich verstärkt?

Dann kommen noch die Fehlerbetrachtungen... fällt mir nur folgendes ein:
- Eigenwiderstand von Messgeräten
- Erwärmung der Bauelemente führt zu verändertem Widerstand
- ungenaue Bestimmung von Messungen (z.b. der Eintauchtiefe)
- ???
wäre nett wenn ihr mir (egal zu welcher aufgabe) sagen könntet ob das richtig ist oder noch etwas wichtiges fehlt....

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien