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Physik Ohmsche Gesetz

Frage: Physik Ohmsche Gesetz
(9 Antworten)


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 Liebe Leute, meine Tochter hat diese HA zu lösen. Da ich ihr leider nicht helfen kann habe ich mich auf die Suche im Internet begeben, aber das hat mir leider nichts gebracht! Jetzt hoffe ich hier jemanden zu finden, der mir aus der Patsche zu helfen.

 Ich brauche dringend diese Hilfe, (eigentlich noch Heute...)

bei folgender Aufgabe:
1.) Berechne zu den 4 Bauelementen aus den angegebenen Spannungen und Stromstärken die Quotienten U/I und stelle die Messwertepaare jeweil in einem Diagramm dar!
Für welche Bauelemente gilt das Ohm´sche Gesetz?
Begründe!

Spannung :            2V         4V         6V         8V

Bauelement 1:    0,17A     0,30A    0,35A     0,37A
Bauelement 2:    0,23A     0,45A    0,70A     0,93A
Bauelement 3:    0,65A     0,85A    1,05A     1,25A
Bauelement 4:    0,03A     0,06A    0,09A     0,12A

Es wäre ganz ganz toll, wenn mir hier jemand helfen kann!
Liebe Grüße
Maria
Frage von Plaka | am 04.05.2015 - 23:05


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Antwort von Zal | 05.05.2015 - 11:24
Linear bezogen auf ein Diagramm ist z.B eine Linie, die gerade verläuft und nicht krümmt.

Du rechnest erstmal für alle das Quotient aus Spannung (U) / Strom (A) = Widerstand (R)

Dann erstellst du eine Kennlinie (Diagramm) mit den Achsen: Spannung (U) x-Achse bzw.
die horizontale und den Strom (A) y-Achse bzw. vertikale Achse. Dann trägst du deine gegebenen Werte ein (Für U und I) mit den 4 Werten (U und I) eines jeweiligen Bauelements und trägst dann deinen Widerstand als die Kennlinie ein, die als Ergebnis der Quotienten rauskommen.

Dann trägst du die Punkte (Werte der Widerstände) in abhängigkeit von U und I ein und siehst, wie z.B der Widerstand vom ersten Bauelement mit den 4 Werten verläuft.


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Antwort von Zal | 05.05.2015 - 00:11
Es wäre auch ganz toll, wenn du dir mal selbst die Mühe machst zumindest einen Ansatz hinzubekommen. Bei solch einer Aufgabe kannst du das Argument mit "Da ich leider nicht.." bringen, weil es nichts komplexes beinhaltet.

Aus der Aufgabenstellung kannst du dir schon denken, dass das Ohm`sches Gesetz nur für ohmsche Widerstände gilt, die diesbezüglich einen linearen Zusammenhang darstellen (zw. Spannung und Strom) -> (Das ist die Begründung).

Berechne die Widerstände, zeichne Sie und schau, welche Kennlinie (Strom-Spannungs-Kennlinie) bzw. Widerstandskennlinie linear zu der Spannung und dem Strom verläuft. Sollte eins dieser Bauelemente nicht linear verlaufen, sow weißt du, für welches das Ohm`sche Gesetz nicht gilt.

Mehr ist nicht zu machen.


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Antwort von Plaka | 05.05.2015 - 00:58
Hallo  Zal,
das ist ganz toll vielen Dank für die Antwort.
Leider kann ich wirkich nichts mit dieser Frage anfangen - ich bin da eine ziemliche "Null" und kann mir nichts herleiten. All´ diese Begriffe sind so fremd für mich. Stundenlang versuche ich im Internet etwas zu finden, so dass ich es meiner Tochter noch einmal besser erklären kann, so dass sie es verstehen kann, aber wenn ich es selbst nicht verstehen kann, wie dann erklären?! So erhoffte ich mir hier bei einer Lösungshilfe die Erklärung dann ableiten zu können.

Ich habe noch ein paar Fragen zu Deiner Antwort:
die diesbezüglich einen linearen Zusammenhang darstellen (zw. Spannung und Strom) : Ich weiß leide rnicht was damit gemeint ist?!

- Wie kann man die Widerstände berechnen?
- Was meinst Du mit Kennlinie?
- Was ist liniear?
- Soll der Quotient in einem Diagramm dargestellt werden?
- Woran erkenne ich den "Ohm´schen Widerstand"

Ich finde es ist nicht schlimm eine Schwäche zu zeigen, nicht Fragen fionde ich schlimmer..
LG
Maria


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Antwort von matata | 05.05.2015 - 01:38
Ich selber habe mit Physik, speziell mit Elektizität, auch gar nichts am Hut. Also kann ich nichts erklären oder verdeutlichen. Aber ich kenne ein paar schlaue Seiten und auch Rechner, die dir vielleicht helfen, das Problem zu lösen.

http://www.frustfrei-lernen.de/elektrotechnik/das-ohmsche-gesetz-elektrotechnik.html

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-ohmschesgesetz.htm

http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/online_material/e_lehre_1/ohm/formeln.htm

http://alle-eselsbruecken.de/ohmsches-gesetz/

http://de.wikipedia.org/wiki/Ohmsches_Gesetz

http://de.wikipedia.org/wiki/Differentieller_Widerstand
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Antwort von Zal | 05.05.2015 - 11:24
Linear bezogen auf ein Diagramm ist z.B eine Linie, die gerade verläuft und nicht krümmt.

Du rechnest erstmal für alle das Quotient aus Spannung (U) / Strom (A) = Widerstand (R)

Dann erstellst du eine Kennlinie (Diagramm) mit den Achsen: Spannung (U) x-Achse bzw.
die horizontale und den Strom (A) y-Achse bzw. vertikale Achse. Dann trägst du deine gegebenen Werte ein (Für U und I) mit den 4 Werten (U und I) eines jeweiligen Bauelements und trägst dann deinen Widerstand als die Kennlinie ein, die als Ergebnis der Quotienten rauskommen.

Dann trägst du die Punkte (Werte der Widerstände) in abhängigkeit von U und I ein und siehst, wie z.B der Widerstand vom ersten Bauelement mit den 4 Werten verläuft.


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Antwort von Plaka | 05.05.2015 - 20:47
Hallo Zal,vielen vielen Dank für Deine Hilfe!
Ich hatte das auch so vorgenommen, und auch meine Tochter hatte dieses gemacht: die angegebenen Werte in das wie von Dir beschriebene Diagramm eingetragen. Jetzt komme ich ins Stocken, denn wie und wo kann ich denn da noch die Werte des jeweiligen Quotienten eintragen und dann in Verbindung bringen? Ich hatte es ausprobiert und ein extra Diagramm gemacht und den Quotienten in (Widerstand in Ohm: Richtig?) eingetragen. Es waren 4 merkwürdige "Linien" Und wenn ich mir Diese dann zusammen mit den ersten 4 "Linien" in einem Diagramm vorstelle dann weiß ich nicht was ich da für Zusammenhänge erkennen könnte... Ich habe mich ehrlich gesagt gewundert warum man den Quotienten ausrechnen soll und wasman dann mit diesem machen kann... 
Ich würde mich  über Antworten  freuen !
LG Maria


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Antwort von Plaka | 05.05.2015 - 20:49
Hallo matata!

Vielen vielen Dank für die ganzen Links. Es ist toll was es heutzutage alles für Seiten gibt, wie viele Menschen sich die Mühe machen Hilfen bereit zu stellen!  
LG Maria


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Antwort von Zal | 05.05.2015 - 22:32
Der Quotient aus U/I ist nichts anderes als die Formel zur Berechnung des ohm`schen Widestandes (siehe Ohm`sches Gesetz).

Nochmal:

Habt ihr das U-I Diagramm gezeichnet? (x-Achse I und y-Achse U).

Mach das für all 4 Bauelemente und schau, was linear (gerade verläuft). Du hast dann theoretisch 4 Graphen jeweils für 1 Bauelement. Verläuft eine Kurve "nicht" linear, sprich hat eine Kurve oder Abzweigung, dann weißt du, dass dieses nicht mit dem ohm`schen Gesetz zu vereinbaren ist.

Bsp:http://de.wikipedia.org/wiki/Nichtlineares_System

Schau dir das erste Diagramm rechts an und vergleiche die Verläufe. Du siehst eine, die gerade und präzise verläuft (linear) und die daneben verläuft unregelmäßig (nicht-linear), sprich hat Kurven/Abzweigunge oder ähnliches.

Hast du dieses erfüllt, kannst du auch rechnerisch lösen, bei welchem Bauelement das ohm`sche Gesetz gilt. Solltest du für jeden Messwert, den du ermittelt, den gleichen Wert für R (Ohm) bekommen, so erfüllt diese das ohm`sche Gesetz.

Dazu dien die Formel: (Ohm`sches Gesetz nach R umgeformt): R = U/I

Jetzt rechnest du für alle Bauelemente den Quotienten (U/I) = R-Wert mit der Einheit Ohm.

Bsp Bauelement 1: U = 2V und I = 0,23 A --> R = U/I = 8,7 Ohm (aufgerundet). Genau das gleiche mit 4V, 6V und 8V. Dann hast du das erste Bauelement fertig. Weiter mit der 2. bis 4.

Wenn du bei einem Bauelement überall den gleichen Wert für R bekommst, dann ist es linear. Um dich nicht länger aufzuhalten, sage ich dir die Lösung, nämlich Bauelement 4.

Hier bekommst du immer den selben Wert.

2V und 0,03 A --> R = 66,67 Ohm
4V und 0,06 A --> R = 66,67 Ohm
6V und 0,09A --> R = 66,67 Ohm
8V und 0,12A --> R = 66,67 Ohm

Wie du siehst gehorcht das Bauelement 4 dem ohm`sches Gesetz, somit muss das Bauelement in deinem Diagramm auch als einzige linear verlaufen, während alle anderen Krümmungen haben.

Eventuell habe ich es vorher ein wenig kompliziert erzählt.


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Antwort von Plaka | 07.05.2015 - 23:02
Hallo Zal, jetzt habe ich alles verstehen können. Ganz ganz toll! Vielen, vielen dank! 
Das Diagramm hatten wir schon gezeichnet. 

Ich frage mich nur, was hat man davon, wenn man weiß ob ein Bauelement nach dem Ohm´schen Gesetz funktioniert, weißt Du das? 

Viele Grüße
Maria


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Antwort von Zal | 07.05.2015 - 23:42
Jederzeit.

Generell ist zu sagen: Lineare Widerstände (ohm`sche Widerstände) haben einen Widerstandswert und eine Belastbarkeit und dient als Strom-Spannungs-Wandler oder als Spannungs-Strom-Wandler.

Der Unterschied zum nicht-linearen Widerstand ist, dass das nicht-lineare von einigen Parametern abhängt (wie z.B Spannung, Druck, Temperatur, Lichteinfall), was wiederum beim linearen Widerstand nicht der Fall ist (unabhängig von Parametern).

Bezüglich der Bestimmung des Widerstandes nach dem ohm`schen Gesetz und was es "bringt":

Je nach Situation/Schaltung/Bauform muss demnach entschieden werden, welch ein Bauelement (Widerstand) wie verwenden werden soll. Im Regelfall (fast immer) kommen lineare Widerstände zum Einsatz mit einem Grund, nämlich die Unanhängigkeit von eventuell auftretenden Parametern (siehe oben) sowie die Proportionalität zur Spannung/Strom.

(sehr grob erklärt).

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