Ohm-Labor: Stromstärke, Spannung und Widerstand

Ein Lernspiel mit Simulation. Ein Netzgerät fährt seine Spannung an einem Widerstand hoch, während Amperemeter und Voltmeter folgen und sich die Kennlinie selbst zeichnet, eine Ursprungsgerade. Sage eine Stromstärke, einen Widerstand, die Spannung für eine Stromstärke, eine Stromstärke aus der Kennlinie und den Vorwiderstand einer LED vorher.

Ohmsches GesetzKennlinie

OHM-LABOR

Die Stromstärke finden

Bereit
Aktiviere JavaScript, um das Netzgerät hochzudrehen. Die Anleitung und das gelöste Beispiel bleiben lesbar.
Strom IElektronen (−), in GegenrichtungVoltmeter und AmperemeterDeine Vorhersage
Ohmsches GesetzV = I·R

Zeit

0.00 s

t

Netzgerät

— V

V_supply

Am Widerstand

— V

V = I·R

Stromstärke

— A

I = V ÷ R

Sag voraus, bevor du startest

Gib deine Vorhersage ein, um den Versuch vorzubereiten. Start bleibt aus, bis es eine Antwort gibt.

Sage Stromstärken, Widerstände und Spannungen vorher.

Missionspunkte—

Jede Antwort muss auf 2 % genau sein: Jede bringt 100 Punkte. Richtig beim ersten Versuch bringt 50 dazu. Ein Versuch zählt, sobald er beginnt.

✓ Richtige Antwort① Auf Anhieb

So spielst du Ohm-Labor

  1. Wähle einen Test und lies auf der Karte das Netzgerät, den Widerstand oder die Messwerte.
  2. Nutze V = I·R, I = V ÷ R oder R = V ÷ I; bei der LED zieh zuerst ihre 2,0 V ab.
  3. Gib deine Vorhersage ein und drücke Start. Das Netzgerät fährt hoch, die Messgeräte folgen, und die Kennlinie zeichnet sich selbst.
  4. 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.

Beim Sprachwechsel bleiben Versuch, Vorhersage, Versuche und Durchgang erhalten.