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Versuch Maschenregel

Zehn Aufgaben von AFB I bis III: Voltmeter parallel anschließen, Messstellen entlang der Masche wählen, eine Messreihe protokollieren, die Summe der Teilspannungen mit der Quellenspannung vergleichen und Messabweichungen beurteilen.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Wie wird im Versuch gemessen?
AFB I

Frage: Welche Aussagen zum Messaufbau des Maschenregel-Versuchs stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
In Reihe eingebaut wird das Amperemeter, das Voltmeter kommt immer neben das Bauteil. Eine Teilspannung ist stets kleiner als die Quellenspannung, weil erst alle Teilspannungen zusammen sie ergeben. Und halbe-halbe gilt nur bei gleich großen Widerständen — hier sind es 3,6 V und 5,4 V.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen zum Versuch mit U = 9,0 V, U1 = 3,6 V und U2 = 5,4 V.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Merksatz, der die fünf Aussagen zusammenbindet: Der Versuch prüft, ob die Teilspannungen zusammen die Quellenspannung ergeben. Damit das gelingt, muss das Voltmeter parallel liegen, jede Messstelle einzeln protokolliert werden und der Vergleich am Ende kleine Messabweichungen zulassen.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Zum Messen einer Spannung schließt du das Voltmeter zum Bauteil an. Danach gehst du die der Reihe nach ab und notierst alle . Ihre Summe vergleichst du am Ende mit der . Ein Unterschied von wenigen Zehnteln Volt ist eine und kein Widerspruch zur Regel.

Übrig bleibt das Wort Reihe: In Reihe wird nur das Amperemeter eingebaut, weil es von dem Strom durchflossen werden muss, den es messen soll. Ein Voltmeter in Reihe würde den Kreis praktisch unterbrechen — dann zeigt es die Quellenspannung an und alle Teilspannungen sind null.
A4
Voltmeter, Amperemeter oder Rechnung?
AFB I

Nach dem Kriterium sortiert wird, mit welchem Gerät oder ob überhaupt gemessen werden muss.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Voltmeter parallel anschließen
2Amperemeter in Reihe einbauen
3Aus den Messwerten berechnen
Das Unterscheidungsmerkmal in einem Satz: Spannungen misst man neben dem Bauteil, Stromstärken in der Leitung — und was sich aus schon vorhandenen Messwerten durch Summe oder Differenz ergibt, braucht überhaupt kein Messgerät.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Beim Abgehen der Masche misst du an R1 die Teilspannung 3,6 V und an R2 die Teilspannung 5,4 V. Anschließend zeigt das Voltmeter an der Quelle 8,8 V. Um wie viel Volt weicht die Summe der Teilspannungen von diesem Messwert ab?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Erst die Summe bilden: 3,6 V plus 5,4 V ergibt 9,0 V. Davon 8,8 V abziehen ergibt 0,2 V. Kopfrechen-Trick: In Zehnteln Volt rechnen, also 90 minus 88 gleich 2 Zehntel. Diese 0,2 V sind eine Messabweichung und kein Beweis gegen die Maschenregel.
A6
Den Versuch der Reihe nach durchführen
AFB II

Bringe die Schritte des Maschenregel-Versuchs in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Die Reihenschaltung aus Quelle, Schalter und den beiden Widerständen bei ausgeschalteter Quelle aufbauen
2Einen Startpunkt wählen und den Umlaufsinn der Masche festlegen
3Quelle einschalten, 9,0 V einstellen und die Spannung der Quelle mit dem Voltmeter kontrollieren
4Das Voltmeter nacheinander parallel zu R1 und parallel zu R2 anschließen und U1 und U2 ablesen
5Alle Werte in die Tabelle eintragen und die Summe U1 + U2 mit der Quellenspannung vergleichen
Am häufigsten wird der dritte Schritt übersprungen. Wer die Quellenspannung nicht selbst misst, hat am Ende keinen ehrlichen Vergleichswert und rechnet nur mit der Zahl, die am Netzgerät aufgedruckt ist. Genau dort stecken die größten Abweichungen.
A7
Rechenkette
AFB II

Ausgangssituation: Drei Widerstände liegen in Reihe an einer Quelle mit U = 12,0 V. Gemessen werden U1 = 2,5 V und U2 = 4,5 V.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Wie groß ist die Summe von U1 und U2 in Volt? V
  2. Wie groß ist die Teilspannung U3 am dritten Widerstand in Volt? V
  3. Um wie viel Volt ist U2 größer als U1? V
  4. Beim Nachmessen zeigt das Voltmeter an der Quelle 11,7 V (Transfer). Um wie viel Volt weicht dieser Wert von 12,0 V ab? V
Was die Kette insgesamt zeigt: Die gesuchte Teilspannung ist immer die Differenz zwischen Quellenspannung und der Summe der schon gemessenen Teilspannungen. Die letzte Zeile trennt davon die Messabweichung — sie betrifft das Gerät, nicht die Regel.
A8
Messwunsch und Anschluss
AFB II

Ordne jedem Messwunsch den richtigen Anschluss des Messgeräts zu.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Denktrick, der die Zuordnung schneller macht: Für eine Spannung brauchst du immer zwei Punkte, zwischen denen du vergleichst — deshalb parallel. Für eine Stromstärke brauchst du eine Leitung, durch die es hindurchgeht — deshalb in Reihe. Der geschlossene Schalter zeigt außerdem, dass an einer guten Verbindung fast keine Spannung liegt.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
In Klassenarbeiten kommt Zeile 6 am häufigsten vor: Statt zu subtrahieren wird addiert, und dann liegt an einem Widerstand mehr Spannung als an der Quelle. Zeile 4 ist der zweite Klassiker — gleiche Stromstärke in der Reihenschaltung wird mit gleicher Spannung verwechselt.
A10
Was zeigt das Voltmeter?
AFB III

Ausgangsversuch: Reihenschaltung aus R1 und R2 an 9,0 V, gemessen wurden U1 = 3,6 V und U2 = 5,4 V. Das Voltmeter hängt parallel zu R1. Schätze für jede Änderung ein, was das Voltmeter danach anzeigt — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = etwa 0 V, 2 = kleiner als 3,6 V, 3 = gleich 3,6 V, 4 = größer als 3,6 V, 5 = gleich 9,0 V. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = etwa 0 V5 = gleich 9,0 V
Das Voltmeter wird stattdessen parallel zu R2 angeschlossen
Das Voltmeter wird parallel zu einem der Verbindungskabel zwischen den Bauteilen angeschlossen
Das Voltmeter wird parallel zu R1 und R2 zusammen angeschlossen
R1 wird durch einen deutlich kleineren Widerstand ersetzt, R2 bleibt unverändert
Zusätzlich wird ein Schalter in die Masche eingebaut und geschlossen, das Voltmeter bleibt parallel zu R1
Warum sich die Anzeigen so verhalten: Der größere Widerstand bekommt die größere Teilspannung, deshalb zeigt R2 mehr als 3,6 V und ein kleinerer R1 weniger. Über beide Bauteile zusammen liegt die volle Quellenspannung. An einem guten Verbindungskabel und an einem geschlossenen Schalter liegt fast keine Spannung, deshalb ändert der Schalter am Messwert nichts. Überlegen ist hier schneller als Rechnen.