Zwei Lämpchen an einer Verzweigung
AFB I–IIEin Stromkreis verzweigt sich an einem Knoten in zwei Zweige. Gemessen wird:
| Messstelle | I in A |
|---|---|
| zwischen Quelle und Knoten (Iges) | 0,80 |
| Zweig 1 (I1) | 0,50 |
| Zweig 2 (I2) | nicht gemessen |
- Lesen Sie den Gesamtstrom und den Strom im Zweig 1 aus der Tabelle ab.
- Berechnen Sie die Stromstärke I2 im Zweig 2.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Iges = 0,80 A, I1 = 0,50 A. Antwort: Vor dem Knoten fließen 0,80 A, im Zweig 1 fließen 0,50 A.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Ansatz: Iges = I1 + I2 → I2 = Iges − I1. Rechnung: I2 = 0,80 A − 0,50 A = 0,30 A. Antwort: Im Zweig 2 fließen 0,30 A.
Messreihe am Knoten
AFB II–IIIAn derselben Verzweigung werden mit unterschiedlichen Geräten drei Messungen aufgenommen:
| Messung | Iges in A | I1 in A | I2 in A |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,80 | 0,50 | 0,30 |
| 2 | 0,60 | 0,30 | 0,30 |
| 3 | 0,44 | 0,22 | 0,22 |
Bei einer vierten Messung werden nur Iges = 0,90 A und I1 = 0,55 A abgelesen; im Protokoll steht für den zweiten Zweig 0,35 A. Ein Schüler behauptet: „In den Messungen 2 und 3 stecken zwei gleiche Lämpchen, in Messung 1 nicht.“
- Werten Sie die Messreihe aus.
- Bestätigen Sie den Protokollwert 0,35 A der vierten Messung.
- Beurteilen Sie die Behauptung des Schülers.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Messung 1: 0,50 A + 0,30 A = 0,80 A; Messung 2: 0,30 A + 0,30 A = 0,60 A; Messung 3: 0,22 A + 0,22 A = 0,44 A. In jeder Zeile ergibt die Summe der Teilströme den Gesamtstrom. Antwort: Die Messreihe bestätigt die Knotenregel Iges = I1 + I2.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Ansatz: I2 = Iges − I1. Rechnung: I2 = 0,90 A − 0,55 A = 0,35 A. Antwort: Der Protokollwert 0,35 A ist richtig.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Kriterium: Gleiche Geräte lassen gleich große Teilströme erwarten. In den Messungen 2 und 3 sind die Teilströme gleich, in Messung 1 nicht (0,50 A gegen 0,30 A). Die Behauptung passt also zu den Daten, ist aber kein Beweis: Auch zwei verschiedene Geräte können zufällig gleich große Teilströme aufnehmen, und die Werte sind messungenau. Antwort: Die Aussage ist plausibel, aber nur ein begründeter Hinweis.
