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Spannung und Stromstärke messen

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Team Digital
Spannung und Stromstärke messen
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse - 10. Klasse

Spannung und Stromstärke messen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Spannung und Stromstärke messen kannst du es wiederholen und üben.
  • Beschreibe das Multimeter.

    Tipps

    Hier wird mit dem Multimeter die Stromstärke gemessen.

    Hier wird mit dem Multimeter die Spannung gemessen.

    Lösung

    Das Multimeter ist ein vielseitiges Messgerät zur Bestimmung von Spannung und Stromstärke. Um die Stromstärke zu messen, wird das Multimeter in Reihe geschaltet, während für die Messung der Spannung das Multimeter parallel geschaltet wird.

    Vor der Messung sollte der passende Messbereich am Multimeter ausgewählt werden, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Bei der Stromstärkenmessung ist es wichtig, den Stromkreis an einer Stelle zu unterbrechen, das Multimeter einzufügen und den Messbereich schrittweise anzupassen, um den Messwiderstand nicht zu überfordern.

  • Beschreibe die korrekte Durchführung der Stromstärkenmessung mit einem digitalen Multimeter.

    Tipps

    Zunächst solltest du dich auf die Messung vorbereiten.

    Anschließend musst du dir eine geeignete Stelle im Stromkreis suchen, an der du die Stromstärke messen möchtest.

    Nun musst du noch sicherstellen, dass dein Multimeter auch so eingestellt ist, dass es eine Strommessung durchführen kann.

    Als Nächstes kannst du dein Multimeter in den Stromkreis mit einbauen.

    Als Letztes wählst du den passenden Messbereich für die erwartete Stromstärke aus und führst deine Messung durch.

    Lösung

    1. Vorbereitung: Stelle sicher, dass der Stromkreis, den du messen möchtest, ausgeschaltet ist, um jegliche Gefahr zu vermeiden.

    2. Unterbrechung des Stromkreises: Wähle eine Stelle im Stromkreis, an der du die Stromstärke messen möchtest, und unterbreche den Stromkreis an dieser Stelle, indem du den Draht trennst.

    3. Multimeter vorbereiten: Schalte das Multimeter ein und stelle sicher, dass es im Amperemeter-Modus (Strommessung) und im Gleichstrombereich eingestellt ist.

    4. Multimeter anschließen: Verbinde das Multimeter in Reihe mit dem unterbrochenen Draht. Dies bedeutet, dass der Strom durch das Multimeter fließen wird.

    5. Messbereich einstellen: Wähle den passenden Messbereich für die erwartete Stromstärke. Starte immer mit dem größten Messbereich und arbeite dich bei Bedarf zu kleineren Bereichen vor.

    6. Messung durchführen: Schließe den Stromkreis, indem du den Draht wieder verbindest. Das Multimeter wird nun den Strom anzeigen, der durch den Stromkreis fließt. Lies den Wert auf dem Multimeter ab.

  • Stelle die korrekte Durchführung der Spannungsmessung mit einem digitalen Multimeter dar.

    Tipps

    Als Erstes musst du sicherstellen, dass der Stromkreis ausgeschaltet ist.

    Danach musst du überprüfen, ob das Multimeter zur Spannungsmessung eingestellt ist.

    Nun musst du dir überlegen, an welchem Element im Stromkreis du deine Messung durchführen möchtest.

    Anschließend musst du einen geeigneten Messbereich einstellen.

    Jetzt kannst du das Multimeter anschließen und deine Messung durchführen.

    Lösung

    1. Vorbereitung: Stelle sicher, dass der Stromkreis ausgeschaltet ist, um deine Sicherheit zu gewährleisten.

    2. Multimeter vorbereiten: Schalte das Multimeter ein und stelle sicher, dass es im Voltmeter-Modus (Spannungsmessung) und im Gleichspannungsbereich eingestellt ist.

    3. Schaltung vorbereiten: Identifiziere das Element im Stromkreis, an dem du die Spannung messen möchtest: Du wirst das Multimeter parallel zu diesem Element schalten.

    4. Messbereich einstellen: Wähle den passenden Messbereich für die erwartete Spannung. Beginne mit dem größten Messbereich und arbeite dich bei Bedarf zu kleineren Bereichen vor.

    5. Multimeter anschließen: Schalte das Multimeter aus und schließe es parallel zu dem Element an, an welchem du die Spannung messen möchtest. Achte darauf, dass die richtige Polarität eingehalten wird.

    6. Messung durchführen: Schalte das Multimeter ein und achte darauf, dass es richtig angeschlossen ist. Das Multimeter wird nun die Spannung anzeigen, die über dem ausgewählten Element abfällt: Lies den Wert auf dem Multimeter ab.

  • Entscheide, welches der Kinder das Voltmeter richtig in den Stromkreis eingebaut hat.

    Tipps

    In einer Reihenschaltung werden die Verbraucher hintereinandergeschaltet, sodass der gleiche Strom durch beide Verbraucher fließt.

    Eine Parallelschaltung ist eine elektrische Schaltung, bei der die elektrischen Komponenten oder Verbraucher so angeordnet sind, dass sie jeweils an die gleiche Spannungsquelle angeschlossen sind, aber in separaten Zweigen oder Pfaden.

    Lösung

    Spannungsmesser, zum Beispiel ein Multimeter, sollten stets in Parallelschaltung zu dem elektrischen Gerät oder Bauteil geschaltet werden, an dem die Spannung gemessen werden soll. Dieser Ansatz ist entscheidend, um die genaue Spannung an diesem speziellen Bauteil zu ermitteln, da in einer Parallelschaltung die Spannung in beiden Zweigen gleich groß ist.

    Durch die Verwendung eines Multimeters in Parallelschaltung können Elektrikerinnen und Elektriker sowie Technikerinnen und Techniker die elektrische Spannung an verschiedenen Stellen in einem Stromkreis messen, um sicherzustellen, dass die Schaltung ordnungsgemäß funktioniert, und um präzise Diagnosen und Messungen durchzuführen. Es ist eine bewährte Methode, um genaue Spannungswerte zu erhalten, ohne die Schaltung zu stören.

  • Benenne die Methode, welche verwendet wird, um die Stromstärke in einem unverzweigten Stromkreis zu messen.

    Tipps

    In einem parallelen Schaltkreis sind die Komponenten auf parallelen Pfaden angeordnet.

    Die Parallelschaltung von Messgeräten wird verwendet, um die Spannung über den Komponenten zu messen.

    In einem unverzweigten Stromkreis werden die Komponenten hintereinandergeschaltet, sodass der Strom durch alle Komponenten fließt.

    Hier siehst du einen unverzweigten Stromkreis.

    Lösung

    Parallel schalten

    Diese Methode bezieht sich darauf, wie Komponenten in einem Stromkreis miteinander verbunden sind. In einem parallelen Schaltkreis sind die Komponenten auf parallelen Pfaden angeordnet. Diese Methode wird normalerweise verwendet, um die Spannung über den Komponenten zu messen, nicht jedoch die Stromstärke.

    $\Rightarrow$ Diese Antwort ist also falsch.

    In Reihe schalten

    Diese Methode bezieht sich auf die Anordnung von Komponenten nacheinander in einem Stromkreis. In einem unverzweigten Stromkreis werden die Komponenten hintereinandergeschaltet, sodass der Strom durch alle Komponenten fließt. Diese Methode wird tatsächlich verwendet, um die Stromstärke zu messen, da das Amperemeter, das zur Messung der Stromstärke verwendet wird, in Reihe geschaltet wird.

    $\Rightarrow$ Diese Antwort ist also richtig.

    Ladungstrennung

    Dieser Begriff bezieht sich auf den Prozess, bei dem Ladungsträger voneinander getrennt werden, was zu einer elektrischen Spannung führt. Obwohl dies ein wichtiger Begriff im Bereich der Elektrizität ist, ist er nicht direkt mit der Messung der Stromstärke verbunden.

    $\Rightarrow$ Diese Antwort ist also falsch.

    Duo-Schaltung

    Eine Duo-Schaltung bezieht sich oft auf eine Schaltung, die aus zwei Elementen oder Komponenten besteht und in der Regel dazu dient, zwischen diesen beiden Elementen hin- und herzuschalten.

    $\Rightarrow$ Diese Antwort ist also falsch.

  • Benenne die Spannung, die das Multimeter mit dem Fragezeichen anzeigt.

    Tipps

    Die Gesamtspannung des Stromkreises beträgt $10~\text{V}$. Das ist die Spannung, die über alle Verbraucher und Komponenten im Stromkreis verteilt wird.

    Das Multimeter mit dem Fragezeichen ist mit einer Lampe verbunden, die parallel zur $3$-$\text{V}$-Lampe geschaltet ist.

    Die Gesamtspannung in einer Reihenschaltung ergibt sich durch:

    $U_{ges}=U_1+U_2+U_3+...$

    Da die zweite und dritte Lampe im Stromkreis parallel geschaltet sind, müssen sie die gleiche Spannung haben, damit die Gesamtspannung $10~\text{V}$ ergibt.

    Lösung

    Gegebene Informationen:

    • Gesamtspannung des Stromkreises: $10~\text{V}$
    • Spannungsanzeige am ersten Multimeter: $7~\text{V}$
    • Spannungsanzeige am zweiten Multimeter: $3~\text{V}$

    Gesuchte Information:

    • Spannung an dem Multimeter mit dem Fragezeichen

    Gesamtspannung des Stromkreises: Die Gesamtspannung des Stromkreises beträgt $10~\text{V}$. Das ist die Spannung, die über alle Verbraucher und Komponenten im Stromkreis verteilt wird.

    Erste Spannungsanzeige: Das erste Multimeter zeigt eine Spannung von $7~\text{V}$ an. Dies bedeutet, dass an der Stelle, an der das erste Multimeter angeschlossen ist, eine Spannung von $7~\text{V}$ gemessen wird.

    Zweite Spannungsanzeige: Das zweite Multimeter zeigt eine Spannung von $3~\text{V}$ an. An der Stelle, an der das zweite Multimeter angeschlossen ist, liegt eine Spannung von $3~\text{V}$ an.

    Position des Fragezeichens: Das Multimeter mit dem Fragezeichen ist mit einer Lampe verbunden, die parallel zur $3$-$\text{V}$-Lampe geschaltet ist.

    Spannung an parallelen Verbrauchern: In einem parallel geschalteten Stromkreis haben Verbraucher, die parallel zueinander geschaltet sind, die gleiche Spannung. Das hat damit zu tun, dass die Spannung in einem parallelen Stromkreis über alle parallelen Verbraucher gleichmäßig aufgeteilt wird.

    Da die Lampe mit dem Fragezeichen parallel zur $3$-$\text{V}$-Lampe geschaltet ist, liegt an der Lampe mit dem Fragezeichen ebenfalls eine Spannung von $3~\text{V}$ an. Das hat damit zu tun, dass parallel geschaltete Verbraucher die gleiche Spannung haben.

    $\Rightarrow$ Das Multimeter mit dem Fragezeichen zeigt eine Spannung von $3~\text{V}$ an.