Physik – Elektrizität – Stromstärke bei verschiedenen Drähten

Stromstärke bei verschiedenen Drähten

Versuchsvideo (mit Ton)

Übungen

Für Lehrkräfte

Unterrichtsthema	Der elektrische Widerstand
Klassenstufen	7 bis 9
Wer experimentiert?	Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit
Ziele und Kompetenzen	Die Schülerinnen und Schüler können den Einfluss des Drahtmaterials auf die Stromstärke bzw. den Widerstand beschreiben.

Vorausgesetzte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler können

• elektrische Schaltungen sicher aufbauen.
• Stromstärken mit einem Vielfachmessgerät messen.

Materialliste

je Versuchsgruppe:

• 0,5 m Eisen-Draht, 0,2 mm Durchmesser
• 0,5 m Konstantan-Draht, 0,2 mm Durchmesser
• 0,5 m Kupfer-Draht, 0,2 mm Durchmesser
• Experimentierkabel, blau, 25 cm
• Experimentierkabel, rot, 25 cm
• Experimentierkabel, rot, 50 cm
• Experimentierkabel, schwarz, 50 cm
• farbige Fähnchen
• Fassung E 10, auf Sockel
• Glühlampe E10 / 4 V / 1,0 A
• 2 Isolierstäbe
• 2 Tonnenfüße
• Mini-Digital-Multimeter
• Stromversorgungsgerät 1 bis 6 V/2,5 A DC

Andere Längen bzw. Durchmesser der Drähte sind auch möglich. Um Vergleichbarkeit zu gewährleisten, sollten alle Drähte die gleiche Länge und den gleichen Durchmesser haben.

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Hinweise zur Vorbereitung

Der Versuch kann sowohl als Schüler- als auch als Demonstrationsexperiment durchgeführt werden. Aufgrund des explorativen Charakters ist jedoch ein Schülerexperiment vorzuziehen.

Die Lehrkraft sollte das Experiment mit den in der Schule vorhandenen Materialien vorab testen.  Aufgrund der hohen Menge an benötigten Materialien bietet es sich an, die Materialien übersichtlich auf einem Rolltisch zur Verfügung zu stellen. Für einen flüssigeren Versuchsablauf im Video wurde der Versuch mit je 6 Tonnenfüßen und Isolierstäben vorbereitet. Er kann jedoch natürlich mit je 2 Tonnenfüßen und Isolierstäben durchgeführt werden.

Gegebenenfalls ist es sinnvoll den Lernenden eine Anleitung zum Messen von Stromstärken zur Verfügung zu stellen. Alternativ kann das Methodenvideo „Stromstärke messen“ genutzt werden.

Hinweise zur Durchführung im Unterricht

Die Messung der Stromstärke als Nachweis für die Abhängigkeit der Stromstärke bzw. des Widerstands vom Drahtmaterial stellt höhere Anforderungen an die Lernenden als die Beobachtung der Helligkeit der Glühlampe. Gegebenenfalls kann zur Differenzierung wie folgt vorgegangen werden: Leistungsschwächere Schülerinnen und Schüler nutzen für das Experiment nur den Nachweis über die Helligkeit der Lampe, leistungsstärkere Lernende nur den Nachweis über das Stromstärkemessgerät. Anschließend können die Lernenden in neu zusammengesetzten Kleingruppen ihre Beobachtungen vergleichen und gemeinsam deuten.

Prüfen Sie die Schaltung, bevor die Lernenden mit dem Experiment beginnen dürfen. Weisen Sie die Lernenden explizit darauf hin, dass sie die blanken Drähte nicht berühren sollen.

Hinweise zur Auswertung

Zur Auswertung des Experiments kann die Protokollvorlage genutzt werden. Die Messwerte für die Stromstärke bzw. die Aussagen über die Helligkeit der Lampen sollten aus Gründen der Übersicht tabellarisch festgehalten werden.

Downloads

(jeweils editierbare Worddateien)

Autor: Dr. Alexander Küpper