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Lesson Plans
Unterrichtsplan-Umfrage
Das Ohmsche Gesetz

(Vollständige Ressourcendokumente für Lehrer sind inbegriffen)

Im Mittelpunkt dieser Lektion
In dieser Lektion wird das Ohmsche Gesetz mithilfe digitaler Multimeter demonstriert. Es wird zu interessanten, praktischen Aktivitäten angeregt, die das Ohmsche Gesetz demonstrieren. Die Lehrer bzw. Lehrerinnen verwenden digitale Multimeter zum Erfassen von Daten, die grafisch dargestellt werden, um zu zeigen, dass Spannung und Strom für gewöhnliche Widerstände durch lineare Funktionen und für Glühlampen durch Potenzfunktionen miteinander verbunden sind.

Zusammenfassung dieser Lektion

Es wird zu interessanten, praktischen Aktivitäten angeregt, die das Ohmsche Gesetz (U = I x R) demonstrieren. Die Lehrer bzw. Lehrerinnen verwenden digitale Multimeter zum Erfassen von Daten, die grafisch dargestellt werden, um zu zeigen, dass Spannung und Strom für gewöhnliche Widerstände durch lineare Funktionen und für Glühlampen durch Potenzfunktionen miteinander verbunden sind.

Altersstufen:   10-18

Ziele
Die Schüler und Schülerinnen sollen etwas über das Ohmsche Gesetz lernen. Die Schüler und Schülerinnen sollen in der Lage sein, mit digitalen Multimetern Daten zu sammeln. Die Schüler und Schülerinnen sollen die Konzepte von Spannung und Strom untersuchen.
Kompetenzerwartung

Als Ergebnis dieser Aktivitäten sollten die Schüler und Schülerinnen ein Verständnis der folgenden Konzepte entwickeln:
  • Ohmsches Gesetz
  • Beziehung zwischen Spannung, Strom und Widerstand in einem elektrischen Schaltkreis
  • Messungen und grafische Darstellung von Daten
  • Grundlagen der Verdrahtung und Konstruktion eines digitalen Multimeters zur Datenerfassung



Einführung: Ohmsches Gesetz

Was ist das Ohmsche Gesetz? Das Ohmsche Gesetz ist eine mathematische Gleichung, die die Beziehung zwischen Spannung, Strom und Widerstand in elektrischen Schaltkreisen erklärt. Sie ist wie folgt definiert:
U = I x R
  • U = Spannung (Spannung ist der Unterschied des elektrischen Potenzials zwischen beiden Punkten eines Drahtleiters. Die Spannung wird in Volt gemessen und stammt von verschiedenen Quellen, z. B. Wandsteckdosen und Batterien.)
  • I = Strom (Der Strom wird in Ampère gemessen. Strom definiert sich als aufgeladene Partikel, die durch ein leitendes Material von der Spannungsquelle zu einer Masse fließen.)
  • R = Widerstand (Widerstand ist die hemmende Kraft, die ein fester Körper dem Fluss eines elektrischen Stroms entgegensetzt. Der Widerstand wird in Ohm gemessen. Beispiele für Gegenstände, die einen Widerstand darstellen, sind Glühlampen und Kaffeemaschinen.)


Aktivitäten dieser Lektion

Die Aktivität besteht aus dem Gebrauch einer nominellen 6-Volt-Batterie (die aus vier in Reihe geschalteten nominellen 1,5-V-Trockenzellen besteht) zu folgenden Zwecken:
  • Es soll Strom durch ein einfaches Schaltkreiselement gesendet werden; der durch das Element fließende Strom und die Spannung über dem Element soll gemessen werden, während die Zahl der Zellen in der Batterie von eins auf vier erhöht wird.
  • Es sollen Punkte auf der Kurve eingezeichnet werden, die die aufgezeichneten Spannungs- und Stromwerte widerspiegeln.
  • Es soll eine „Best-Fit-Kurve“ durch die Datenpunkte für das getestete Element gezeichnet werden.
  • Der Prozess soll für zwei oder drei verschiedene Widerstandskreiselemente wiederholt werden.
  • Die Kurven sollen miteinander verglichen und es sollen Beobachtungen über die Eigenheiten der Kurven für jedes Element getroffen werden.
Es werden sechs verschiedene Informationsmaterialien für Lehrer bereitgestellt:
  • Informationsblatt zum Ohmschen Gesetz
  • Schrittweise Anleitung für den Unterrichtsplan
  • Anhang 1: Vorschläge für die Materialbeschaffung
  • Anhang 2: Montageanleitung für einen Durchgangsprüfer
  • Anhang 3: Fotos und Diagramme alternativer Einzelzellen-Batteriehalter
  • Anhang 4: Optionale Aktivität „Isolatoren und Leiter“
Zur Vorbereitung werden zwei verschiedene Informationsmaterialien für Schüler bereitgestellt:
  • Informationsblatt zum Ohmschen Gesetz
  • Schrittweise Verfahren


Ressourcen/Materialien

Siehe die beiliegenden Schülerarbeitsblätter und Ressourcendokumente für Lehrer.

Abstimmung auf Lehrpläne

Lehrplan-Abstimmungsblatt ist enthalten in PDF.

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