So spielst du Ohm-Labor
- Wähle einen Test und lies auf der Karte das Netzgerät, den Widerstand oder die Messwerte.
- Nutze V = I·R, I = V ÷ R oder R = V ÷ I; bei der LED zieh zuerst ihre 2,0 V ab.
- Gib deine Vorhersage ein und drücke Start. Das Netzgerät fährt hoch, die Messgeräte folgen, und die Kennlinie zeichnet sich selbst.
- Vergleiche die Messgeräte und das Diagramm mit deiner orangen Vorhersage.
Stromstärke, Spannung und Widerstand
Eine Spannung treibt Ladung durch einen Stromkreis, und ein Widerstand bremst sie. Bei einem festen Widerstand und gleichbleibender Temperatur ergibt die doppelte Spannung die doppelte Stromstärke: Die Stromstärke ist proportional zur Spannung, und die Konstante, die beide verbindet, ist der Widerstand, V = I·R. Diese eine Regel gibt drei Formen, I = V ÷ R, R = V ÷ I und V = I·R, also ergeben zwei Größen die dritte. Als Stromstärke über der Spannung aufgetragen, liefert ein Widerstand eine Ursprungsgerade mit der Steigung 1 ÷ R: Eine steile Gerade bedeutet einen kleinen Widerstand. Nicht alles folgt dem ohmschen Gesetz. Eine LED lässt kaum Strom durch, bis ihre Spannung etwa 2 V erreicht, und hält dann diese Spannung, während die Stromstärke wächst; deshalb braucht sie einen Vorwiderstand in Reihe, der ihre Stromstärke festlegt, und der Widerstand bekommt die Spannung, die die LED übrig lässt.
Ein fokussiertes Lernmodell
Die Widerstände sind fest, also sind ihre Kennlinien Ursprungsgeraden, und der Strom ist sofort konstant. Das Netzgerät fährt in 2 s gleichmäßig von 0 auf seine eingestellte Spannung und hält sie 1 s; die Messgeräte sind ideal, und die Leitungen haben keinen Widerstand. Die LED ist ideal: kein Strom unter 2,0 V, danach ein fester Spannungsabfall von 2,0 V (echte LEDs streuen). Die Elektronenpunkte bewegen sich mit einer Geschwindigkeit passend zum Strom, nicht mit der echten Driftgeschwindigkeit. Antworten innerhalb von 2 % sind richtig.