Experimentieren

1. Vorbereiten des Experiments

Zunächst ist zu überlegen,

• welche Größen zu messen sind,
• welche Größen verändert und welche konstant gehalten werden,
• welche Gesetze angewendet werden können.

Dann ist eine Experimentieranordnung zu entwerfen und zu skizzieren, mit der die gewünschten Größen gemessen und Beobachtungen gemacht werden können. Dabei sind auch die zu nutzenden Geräte und Hilfsmittel festzulegen.
In der Planungsphase ist auch zu überlegen, wie das Experiment ausgewertet werden soll, da dies mitunter Einfluss auf die Experimentieranordnung und die Messgeräte hat. Mögliche Fehlerquellen sollten schon in der Planungsphase bedacht werden, weil dies Einfluss auf die Durchführung und Auswer-tung hat.

Untersuche experimentell Unter-schiede zwischen der Leerlaufspannung und der Klemmenspannung von elektrischen Quellen!

Zu messende Größen:

Leerlaufspannung $U_L$
Klemmenspannung $U_K$

Es werden Leerlaufspannung und Klemmenspannung für verschiedene elektrische Quellen gemessen und miteinander verglichen. Als Bauelement wird ein elektrischer Widerstand
verwendet.

Bei allen im Experiment untersuchten elektrischen Quellen ist die Klemmenspannung immer kleiner als die Leerlaufspannung:

$U_K$ < $U_L$

Durchführung und Auswertung:
Bei einem Widerstand von $10\text{k}\Omega$und einer Ladespannung von 10 V beträgt die anfängliche Entladestromstärke:
$I_0=\frac{U}{R}=\frac{10\text{V}}{\text{10}\text{kΩ}}=1\text{mA}$

Messwertetabelle:

I-t-Diagramm:

Ergebnis:
Das I-t-Diagramm zeigt: Die Entladung eines Kondensators über einen ohmschen Widerstand erfolgt nicht linear, sondern exponenziell. Der Abfall der Stromstärke ist anfangs groß, wird aber mit zunehmender Zeit immer geringer.

Durch Auszählen der Fläche unter dem Graphen erhält man eine Ladung von etwa Q = 10 mC. Das ist die ursprüngliche Ladung.