Physik – Methoden – Elektrische Spannung messen

Methode: Elektrische Spannung messen

Übungen

Für Lehrkräfte

Unterrichtsthema	Elektrische Spannung messen
Klassenstufen	7 bis 9
Wer experimentiert?	Schülerinnen und Schüler im Unterricht in Partner- oder Gruppenarbeit
Ziele und Kompetenzen	Die Schülerinnen und Schüler können die elektrische Spannung mit einem Vielfachmessgerät in einem Stromkreis messen.

Vorausgesetzte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler:

• können einfache Stromkreise aufbauen
• können Schaltpläne lesen und zeichnen
• kennen die elektrische Spannung als physikalische Größe (Bedeutung, Formelzeichen, Einheiten, Messgerät)

Materialliste

für den Beispielversuch, je Versuchsgruppe:

• Stromversorgungsgerät 1 bis 6 V/2,5 A DC
• Mini-Digital-Multimeter
• Glühlampe E10 / 6 V / 0,3 A
• Fassung E 10, auf Sockel
• Experimentierkabel, schwarz, 50 cm
• Experimentierkabel, schwarz, 25 cm
• Experimentierkabel, rot, 50 cm
• Experimentierkabel, rot, 25 cm
• 2 Experimentierkabel, blau, 100 cm
• Schaltplan DIN A4

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Hinweise zur Vorbereitung

Alle Materialien (Geräte, Arbeitsblätter, Hilfeblätter) müssen für jede Versuchsgruppe bereitgestellt werden, zum Beispiel in Körben, auf Tabletts oder in Schalen.

Das im Video verwendete Vielfachmessgerät steht exemplarisch für eine Gerätegattung. Die an ihrer Schule im Unterricht verwendeten Vielfachmessgeräte können bezüglich der Zahl und Anordnung der Anschlussbuchsen und der Existenz eines Schalters am Gerät davon abweichen. Gegebenenfalls muss dann die Schrittfolge zum Messen der elektrischen Spannung angepasst werden. Folgen sie dabei den Angaben der Herstellerfirma.

Es sollten Ersatzglühlampen vorrätig sein.

Schaltpläne (ohne Messgerät, mit Messgerät an der Lampe, mit Messgerät am Netzgerät) können im Fachraum projiziert oder als Ausdruck zur Verfügung gestellt werden. Der Ausdruck hat den Vorteil, dass er von den Schülerinnen und Schülern auf dem Tisch passend zurechtgelegt und ggf. gedreht werden kann.

Hinweise zur Durchführung im Unterricht

Der Aufbau einfacher Stromkreise  ist den Schülerinnen und Schülern bereits bekannt. Entsprechend dem Leistungsniveau der Lerngruppe, kann eine Demonstration des Messvorgangs erforderlich sein. Die zentrale Stromversorgung sollte erst eingeschaltet werden, nachdem alle Schaltungen kontrolliert wurden.

Möglicher Versuchsablauf:

• Bauelemente auf dem Tisch vorsortieren (entsprechend der Versuchsskizze)
• Vom Minuspol der Spannungsquelle die Schaltung bis zum Pluspol verkabeln
• Schaltung in Betrieb nehmen
• Netzgerät ausschalten und das Multimeter zum Messen verkabeln
• Schaltung durch die Lehrkraft kontrollieren lassen und die Messungen der elektrischen Spannung vornehmen
• Ergebnisse protokollieren und den Versuch auswerten

Entsprechend dem Niveau der Schülerinnen und Schüler kann das Video auch als Hilfe für den Versuch eingesetzt werden oder abschließend als Zusammenfassung zu diesem Versuch gezeigt werden. Außerdem kann das Video immer wieder zur Auffrischung eingesetzt werden, wenn in anderen Zusammenhängen Spannungen gemessen werden.

Hinweise zur Auswertung

Die Ergebnissicherung erfolgt im Anschluss der Versuche und Messungen mit der Bearbeitung der editierbaren Materialien. Dabei wird die Vorgehensweise beim Messen der elektrischen Spannung zusammenfassend formuliert. Die Abstraktion der Schaltung erfolgt mit dem Zeichnen der Schaltpläne.

Downloads

(jeweils editierbare Worddateien)

Autor: Dr. Dietmar Karau