Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe

Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe
Virtuelles Experiment:
Versuchsbeschreibung:
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
[Folie 1]
-1
Unterrichtsmaterial 25: Arbeitsblatt bzw. Folie: „Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe“ –
Seite 1
160
Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe
Virtuelles Experiment:
Versuchsbeschreibung:
D em K alorim eter w ir d Strom zugeführt. D ie im K alorim eter enthaltene H eizspirale
ggibt
ibt E nergie an das W asser ab, das sich dadurch erw ärm t.t .
D ie Tem peraturerhöhung Δϑ w ird in A bhängigkeit von der Z eit t bei konst a n t e r
SStrom
trom stärke I = 2,5 A bzw . I = 5,0 A gem essen.
essen .
A us den jew eiligen M essw erten w ird dann die dem W asser zugeführte Energie m it
it
der Formel W = m * c * Δϑ uund
nd die Ladung Q mit der Formel Q = I * t berechnet.
berechnet
[Folie 1]
-1
Unterrichtsmaterial 26: Arbeitsblatt bzw. Folie: „Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe“ –
Seite 1 (ausgefüllte Version)
161
Messwertprotokoll:
I = 2,5 A = konstant
t [s]
10
20
ϑ1 [°C] = ____________
30
40
50
60
70
80
90
100
ϑ2 [°C]
Δϑ [°C]
Unterrichtsmaterial 27: Messwertprotokoll 1
Messwertprotokoll:
I = 5,0 A = konstant
t [s]
10
20
ϑ1 [°C] = ____________
30
40
50
ϑ2 [°C]
Δϑ [°C]
Unterrichtsmaterial 28: Messwertprotokoll 2
162
60
70
80
90
100
Messwertprotokoll:
I = 2,5 A = konstant
t [s]
ϑ1 [°C] = 2
22,4
2,4
22,
4
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
ϑ2 [°C]
2 3, 0
2 3, 5
2 4, 2
2 4, 7
2 5, 4
2 5, 9
2 6, 5
2 7, 1
2 7, 7
2 8, 3
Δϑ [°C]
0, 6
1, 1
1, 8
2, 3
3
3, 5
4, 1
4, 7
5, 3
5, 9
Unterrichtsmaterial 29: Messwertprotokoll 1 (ausgefüllte Version)
Messwertprotokoll:
I = 5,0 A = konstant
t [s]
ϑ1 [°C] = 2
23,0
3,0
23,
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
ϑ2 [°C]
2 5, 4
2 7, 8
3 0, 1
3 2, 5
3 4, 9
3 7, 3
3 9, 7
4 2, 0
4 4, 5
4 6, 9
Δϑ [°C]
2, 4
4, 8
7, 1
9, 5
1 1, 9
1 4, 3
1 6, 7
1 9, 0
2 1, 5
2 3, 9
Unterrichtsmaterial 30: Messwertprotokoll 2 (ausgefüllte Version)
163
Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt: c = 4,18
J
g °C
Die Masse des Wassers beträgt: m = 250 g.
Wertetabelle:
I = 2,5 A = konstant
t [s]
20
ϑ1 [°C] = _______
40
60
80
100
120
140
160
180
200
ϑ2 [°C]
Δϑ [°C]
W [kJ]
Q [As]
W J
[
]
Q As
[Folie 2, 3 und 5]
__________________:
30
25
_ __
_ _ _ __
_ _ __
_ _ _ __ __ _ _
20
15
10
5
0
0
200
400
600
-2-
800
1000
1200
[Folie 4 und 8]
Unterrichtsmaterial 31: Arbeitsblatt bzw. Folie: „Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe“ –
Seite 2
164
Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt: c = 4,18
J
g °C
Die Masse des Wassers beträgt: m = 250 g.
Wertetabelle:
I = 2,5 A = konstant
t [s]
ϑ1 [°C] = 2 2 , 4
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
ϑ2 [°C]
2 3 ,0
2 3 ,5
2 4 ,2
2 4 ,7
2 5 ,4
2 5 ,9
2 6 ,5
2 7 ,1
2 7 ,7
2 8 ,3
Δϑ [°C]
0 ,6
1 ,1
1 ,8
2 ,3
3 ,0
3 ,5
4 ,1
4 ,7
5 ,3
5 ,9
W [kJ]
0 ,6 2 7
1 ,1 5
1 ,8 8
2 ,4 0
3 ,1 4
3 ,6 6
4 ,2 8
4 ,9 1
5 ,5 4
6 ,1 7
Q [As]
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
1 2 ,5
1 1 ,5
1 2 ,5
1 2 ,0
1 2 ,6
1 2 ,2
1 2 ,2
1 2 ,3
1 2 ,3
1 2 ,3
W J
[
]
Q As
[Folie 2, 3 und 5]
W (Q ) – D ia g ra m m :
30
25
W [k J ]
20
15
10
5
0
0
200
I = 2 ,5 A
400
I = 5 ,0 A
600
800
1000
1200
Q [A s ]
-2
[Folie 4 und 8]
Unterrichtsmaterial 32: Arbeitsblatt bzw. Folie: „Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe“ –
Seite 2 (ausgefüllte Version)
165
Wertetabelle :
I = 5,0 A = konstant
t [s]
20
ϑ1 [°C] = _______
40
60
80
100
120
140
160
180
200
ϑ2 [°C]
Δϑ [°C]
W [kJ]
Q [As]
W J
[
]
Q As
[Folie 6, 7 und 9]
-3
Unterrichtsmaterial 33: Arbeitsblatt bzw. Folie: „Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe“ –
Seite 3
166
Wertetabelle :
I = 5,0 A = konstant
t [s]
ϑ1 [°C] = 2 3 , 0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
ϑ2 [°C]
2 5 ,4
2 7 ,8
3 0 ,1
3 2 ,5
3 4 ,9
3 7 ,3
3 9 ,7
4 2 ,0
4 4 ,5
4 6 ,9
Δϑ [°C]
2 ,4
4 ,8
7 ,1
9 ,5
1 1 ,9
1 4 ,3
1 6 ,7
1 9 ,0
2 1 ,5
2 3 ,9
W [kJ]
2 ,5 1
5 ,0 2
7 ,4 2
9 ,9 3
1 2 ,4
1 4 ,9
1 7 ,5
1 9 ,9
2 2 ,5
2 5 ,0
Q [As]
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
W J
[
]
Q As
2 5 ,1
2 5 ,1
2 4 ,7
2 4 ,8
2 4 ,8
2 4 ,8
2 5 ,0
2 4 ,9
2 5 ,0
2 5 ,0
[Folie 6, 7 und 9]
-3
Unterrichtsmaterial 34: Arbeitsblatt bzw. Folie: „Die elektrische Spannung als abgeleitete Größe“ –
Seite 3 (ausgefüllte Version)
167

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