MINT lernen

Textaufgaben: Elektrische Stromstärke I — Größe und Einheit

1 Ampere heißt: Jede Sekunde wandert 1 Coulomb durch den Draht – bei 3 Ampere dreimal so viel.

Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1

Taschenlampe eine Minute lang an

AFB I–II

Durch das Lämpchen einer Taschenlampe fließt ein Strom der Stärke I = 0,3 A. Sie wird t = 60 s lang eingeschaltet. Gemessen wird mit einem Amperemeter, das in Reihe in den Stromkreis eingebaut ist.

  1. Bestimmen Sie die Ladung, die in dieser Minute durch das Lämpchen fließt.
  2. Leiten Sie aus I = Q/t eine Gleichung für die Zeit her.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Die Stromstärke gibt die Ladung pro Sekunde an; stellen Sie I = Q/t passend um.Bestimmen verlangt einen dargestellten Lösungsweg und das Ergebnis mit Einheit.
Hinweis zu Aufgabe b)
Formen Sie die Gleichung Schritt für Schritt nach t um.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Ansatz: I = Q/t, also Q = I · t. Q = 0,3 A · 60 s = 18 A·s = 18 C. Antwort: In einer Minute fließen 18 C durch das Lämpchen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Aus I = Q/t folgt durch Multiplizieren mit t: I · t = Q. Division durch I ergibt t = Q/I. Antwort: Die gesuchte Gleichung lautet t = Q/I, die Zeit ergibt sich in Sekunden, wenn Q in C und I in A eingesetzt werden.

2

Küchensteckdose unter Last

AFB II–III

Ein Handy wird mit einem Ladegerät geladen, das I = 1,5 A liefert; der Ladevorgang dauert 2 h. In derselben Küche hängen eine LED-Lampe mit 20 mA, ein Wasserkocher mit 9 A und ein Föhn mit 7 A an derselben Leitung. Diese Leitung ist mit 16 A abgesichert. Das Ladekabel ist 1 m lang.

  1. Werten Sie die vier angegebenen Stromstärken aus, indem Sie sie in einer gemeinsamen Einheit der Größe nach ordnen.
  2. Berechnen Sie die Ladung, die während des Ladevorgangs durch das Kabel fließt.
  3. Entscheiden Sie, ob Wasserkocher, Föhn und Ladegerät gleichzeitig laufen dürfen.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Rechnen Sie zuerst 20 mA in Ampere um.Auswerten verlangt, die Einzelwerte in einen Zusammenhang zu bringen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Die Zeit muss in Sekunden eingesetzt werden. Die Kabellänge wird nicht gebraucht.
Hinweis zu Aufgabe c)
Vergleichen Sie die Summe der Teilströme mit dem Wert der Sicherung.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Umrechnung: 20 mA = 0,02 A. Geordnet: LED 0,02 A < Ladegerät 1,5 A < Föhn 7 A < Wasserkocher 9 A. Gesamtaussage: Geräte, die Wärme erzeugen, brauchen die mit Abstand größten Stromstärken, elektronische Kleingeräte die kleinsten.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Ansatz: Q = I · t. Zeit umrechnen: t = 2 h = 7200 s. Q = 1,5 A · 7200 s = 10 800 C. Antwort: Während des Ladens fließen 10 800 C durch das Kabel.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Summe der Teilströme: 9 A + 7 A + 1,5 A = 17,5 A. Das ist mehr als die 16 A der Sicherung. Antwort: Nein – die drei Geräte dürfen nicht gleichzeitig laufen, die Sicherung schaltet ab. Ohne den Föhn wären es nur 10,5 A und damit zulässig.