Physik 7/8: Stromkreise messen und berechnen
Das lernst du
- Ich kann mit U = R · I Widerstand, Spannung und Stromstärke berechnen.
- Ich kann Gesamtwiderstand und Teilspannungen in der Reihenschaltung berechnen.
- Ich kann Stromstärke und Widerstand in der Parallelschaltung berechnen.
- Ich kann elektrische Leistung und Energie berechnen.
- Ich kann Stromstärke und Spannung richtig messen und die Ladung berechnen.
Merksätze
U = R · I. Der Widerstand sagt, wie viel Volt man für ein Ampere braucht: R = U : I, in Ω.
In Reihe fließt überall derselbe Strom.
Die Widerstände addieren sich: R = R₁ + R₂. Die Spannung teilt sich: U = U₁ + U₂.
Parallel liegt an jedem Zweig dieselbe Spannung.
Die Ströme addieren sich: I = I₁ + I₂. Der Gesamtwiderstand ist kleiner als jeder einzelne.
Elektrische Leistung ist Spannung mal Stromstärke: P = U · I, in Watt.
Energie ist Leistung mal Zeit: E = P · t. Mit kW und h ergibt das kWh wie auf der Stromrechnung.
Das Amperemeter gehört in Reihe zum Bauteil, das Voltmeter parallel.
Die Ladung ist Stromstärke mal Zeit: Q = I · t, und 1 A · 1 s = 1 C. Ein Akku mit 2000 mAh liefert 2 Stunden lang 1 A.
Selbst abfragen
Tippen dreht um, Wischen blättert.Leertaste dreht um, Pfeiltasten blättern.
So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart
An einem Widerstand liegt die Spannung 0,5 V, es fließen 0,1 A. Berechne den Widerstand.
- R = U : I
- R = 0,5 V : 0,1 A
- R = 5 Ω
Ergebnis: 5 Ω
Ein Widerstand mit 5 Ω liegt an der Spannung 0,5 V. Wie groß ist die Stromstärke? Berechne mit Einheit.
- I = U : R
- I = 0,5 V : 5 Ω
- I = 0,1 A
Ergebnis: 0,1 A
Zwei Widerstände mit 10 Ω und 40 Ω sind in Reihe geschaltet. Wie groß ist der Gesamtwiderstand? Berechne mit Einheit.
- R = R₁ + R₂
- R = 10 Ω + 40 Ω
- R = 50 Ω
Ergebnis: 50 Ω
Zwei Lampen sind in Reihe an 6 V angeschlossen. An der ersten liegen 1,5 V. Welche Spannung liegt an der zweiten? Berechne mit Einheit.
- U = U₁ + U₂
- U₂ = 6 V − 1,5 V
- U₂ = 4,5 V
Ergebnis: 4,5 V
Typische Fehler – so sieht es falsch aus, so richtig
V = ρ · m
ρ = m : V | · V | : ρ → V = m : ρ
Stell die Formel wie eine Gleichung um: Auf beiden Seiten dasselbe tun, bis die gesuchte Größe allein steht.
Masse = 50 N
Masse m = 5 kg, Gewichtskraft F = 50 N
Hier sind zwei Größen vertauscht. Schreib zuerst auf: Gegeben ist …, gesucht ist … – mit Formelzeichen.
parallel: R = 20 Ω + 20 Ω = 40 Ω
parallel: R = 10 Ω, in Reihe: R = 40 Ω
In Reihe fließt überall derselbe Strom, die Spannung teilt sich. Parallel liegt überall dieselbe Spannung an, der Strom teilt sich.
Gesamtwiderstand gesucht, Antwort: I = 0,5 A
erst I = 0,5 A, dann weiter bis zur gesuchten Größe
Das ist ein richtiger Zwischenschritt. Lies noch einmal, was gesucht ist, und rechne weiter.
p = 200 N : 50 cm² = 4 Pa
50 cm² = 0,005 m², p = 200 N : 0,005 m² = 40 000 Pa
Die Angaben passen noch nicht zusammen. Rechne zuerst in die Einheiten der Formel um, dann setz ein.
2,5 km = 250 m
2,5 km = 2,5 · 1000 m = 2500 m
Die Umrechnungszahl stimmt nicht. k heißt 1000, m (milli) heißt ein Tausendstel. Bei cm² sind es 10 000 für einen m².
ρ = 54 : 20 = 2,7
ρ = 54 g : 20 cm³ = 2,7 g/cm³
Deine Zahl stimmt – aber eine Größe ist Zahl und Einheit. Schreib die Einheit dazu.
Vor der Lampe 0,3 A, hinter der Lampe 0,1 A – die Lampe hat Strom verbraucht.
vor der Lampe 0,3 A → hinter der Lampe 0,3 A (die Lampe nimmt Energie, nicht Strom)
Der Strom wird nicht verbraucht. Was hineinfließt, fließt auch wieder heraus. Die Lampe nimmt Energie, nicht Strom.
Voltmeter in Reihe zur Lampe, Amperemeter parallel
Stromstärke → Amperemeter in Reihe zur Lampe, Spannung → Voltmeter parallel zur Lampe
Die Stromstärke misst man in Reihe, damit derselbe Strom durch das Gerät fließt. Die Spannung misst man parallel, zwischen den beiden Anschlüssen.
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- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): Wellen auf einer Schnur (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
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