eA P1.5 Kondensator im Stromkreis

Ein Kondensator ist ein elektrisches Bauteil, mit dessen Hilfe elektrische Ladungen und damit elektrische Energie gespeichert werden kann.

Im folgenden Experiment sollen Sie den Auf- bzw. Entladungsvorgang eines Kondensators, der mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist, messen. Sie sollen selbstständig eine geeignete Kombination aus Kondensator und Widerstand auswählen. Es gilt:

  • Je größer die Kapazität \(C\) eines Kondensators ist, desto mehr Ladungen \(Q\) können bei einer bestimmten Spannung \(U\) auf diesem gespeichert werden (\(C = \frac{Q}{U}\)).

  • Je größer der in Reihe geschaltete Widerstand \(R\) ist, desto geringer ist die Stromstärke \(I\) des Auf- bzw. Entladestroms bei gleicher Spannung \(U\) (\(I = \frac{U}{R}\)).

E1.1: Wählen Sie in der folgenden Simulation eine sinnvolle Kombination aus einem Widerstand und einem Kondensator aus. Sinnvoll soll hier bedeuten, dass der Auf- bzw. Entladevorgang in einem sinnvoll messbaren Zeitintervall abläuft. Testen Sie die Auflade- und Entladevorgänge.

E1.2: Messen Sie für 3 Kombinationen aus Kondensator und Widerstand den Aufladevorgang bzw. Entladevorgang (Stromstärke \(I\) in Abhängigkeit von der Zeit \(t\)) und erstellen Sie ein 3 geeignete Schaubilder, in das Sie für jeweils eine Kombination die Messwerte beider Vorgänge einzeichnen.

E2.1: Übertragen Sie das virtuelle Experiment auf die reale Laborsituation, indem Sie eine sinnvolle Kombination aus einem Widerstand und einem Kondensator auswählen. Sinnvoll soll auch hier bedeuten, dass der Auf- bzw. Entladevorgang in einem sinnvoll messbaren Zeitintervall abläuft. Testen Sie die Auflade- und Entladevorgänge.

E2.2: Messen Sie für 3 Kombinationen aus Kondensator und Widerstand den Aufladevorgang bzw. Entladevorgang (Stromstärke \(I\) in Abhängigkeit von der Zeit \(t\)) und erstellen Sie ein 3 geeignete Schaubilder, in das Sie für jeweils eine Kombination die Messwerte beider Vorgänge einzeichnen.

E2.3: Ermitteln Sie mit Hilfe einer geeigneten Regression ein mathematisches Modell für die von Ihnen gemessenen Vorgänge. Vergleichen Sie das Modell mit der Theorie: Ladung im Kondensator.

Eine Anleitung, wie Sie die Schaubilder für Ihr Protokoll mit Hilfe von Geogebra erzeugen können finden Sie im Kapitel: Erstellen von Schaubildern.

Erstellen Sie mit einem Textverarbeitungsprogramm Ihrer Wahl das Praktikumsprotokoll.

Erzeugen Sie mit Hilfe von Geogebra die Schaubilder und fügen Sie die exportierten Grafiken in Ihr Protokoll ein.

Benennen Sie die Datei in der Form: kursnummer-P1.5-nachname1-nachname2-...-protokoll.odt/docx/....

Lassen Sie das Dokument in der vereinbarten Weise ihrer Lehrkraft zukommen. Falls Sie das Protokoll per Hand schreiben wollen, fügen Sie das eingescannte/fotografierte Protokoll in die Datei ein.