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Physik 8 · Elektrizitätslehre

Spezifischer Widerstand

Ein Draht liegt an einem Netzgerät. Wovon hängt sein Widerstand ab? Du misst Spannung und Stromstärke und berechnest R = U : I. Ändere dabei immer nur eine Größe: die Länge l, den Querschnitt A oder das Material.

So gehst du vor

  1. 1Wähle, was du untersuchst: die Länge oder den Querschnitt. Die andere Größe bleibt in dieser Messreihe gleich.
  2. 2Ziehe die Klemme am Draht mit dem Finger, oder wähle einen anderen Querschnitt.
  3. 3Tippe „Messung in die Tabelle“. Die Seite rechnet R = U : I aus den angezeigten Werten. Nimm mindestens fünf Werte auf.
  4. 4Beschreibe den Zusammenhang im Diagramm und bestimme ρ. Erst dann „Ausgleichsgerade und Auswertung zeigen“.
  5. 5Miss den Draht X und finde seinen Werkstoff in der Tabelle.
Spannung
2,000 V
Stromstärke
0,200 A

Das Netzgerät ist auf 2,0 V eingestellt und liefert höchstens 2,0 A.

Messreihe

Länge l

2,0 m

Querschnitt A

Material

R über der Länge l

Die Tabelle nimmt l und R = U : I auf. Querschnitt und Material bleiben gleich.

Nr.l in mR in Ω
0123450,00,20,40,60,81,01,2l in mR in Ω

Spezifischer Widerstand einiger Stoffe

Stoffρ in Ω · mm²m
Silber0,016
Kupfer0,017
Aluminium0,028
Wolfram0,055
Messing0,070
Eisen0,100
Nickelin0,400
Konstantan0,500

Aufträge

  1. Nimm Konstantan mit A = 0,1 mm². Miss R für fünf Längen. Formuliere einen Je-desto-Satz. Was passiert mit R, wenn du l verdoppelst?
  2. Lass nun die Länge bei 1 m und ändere den Querschnitt. Was passiert mit R, wenn du A verdoppelst? Warum trägt man R über 1A auf?
  3. Vergleiche Kupfer, Aluminium, Eisen und Konstantan bei gleicher Länge und gleichem Querschnitt. Bestimme für jedes Material ρ mit ρ = R · Al.
  4. Wie viel Meter Konstantandraht mit A = 0,1 mm² braucht man für einen Widerstand von 100 Ω?
  5. Berechne den Widerstand einer Kupferleitung mit 10 m Länge und 1,5 mm² Querschnitt. Warum nimmt man für Leitungen Kupfer, für Heizdrähte aber nicht?
  6. Bestimme ρ von Draht X aus einer Messreihe. Welcher Stoff ist es? Löse erst danach auf.

Theorie: Kapitel „Widerstände“.