Gaming PC und Ohmsches Gesetz
Lernziele
- Die Komponenten eines elektrischen Stromkreises sowie ihre Parameter identifizieren.
- Die qualitative Beziehung zwischen Spannung, Stromstärke und elektrischem Widerstand in einem Stromkreis vorhersagen.
- Die quantitative Beziehung zwischen Spannung, Stromstärke und elektrischem Widerstand mithilfe des Ohmschen Gesetzes verstehen.
Daten sammeln und interpretieren
Teil 1: Komponenten eines elektrischen Stromkreises
1. Welche Komponenten hat der elektrische Stromkreis?
2. Nachdem du die Simulation erkundet hast: Ordne die Komponenten den Buchstaben U, I, R zu.
U ist:
Die Batterien stehen in Beziehung zur/zum
I bedeutet:
Die rote Kartusche (das rote Bauteil) stellt den/die dar.
R nennt man:
Die Pfeile zeigen mir die
Teil 2: Qualitative Beziehung (Ohmsches Gesetz)
1. Spiele mit den Reglern der Simulation und beantworte:
- Was passiert, wenn du den Wert von V erhöhst?
- Was passiert, wenn du den Wert von V verringerst?
- Was passiert, wenn du den Wert von R erhöhst?
- Was passiert, wenn du den Wert von R verringerst?
Teil 3: Quantitative Beziehung (Ohmsches Gesetz) – Screenshot pro Aufgabe
1. Stelle V und R so ein, dass du die Tabelle ergänzen kannst.
| Spannung (V) | Widerstand (Ω) | Stromstärke (mA) |
|---|---|---|
| 9 | ||
| 10 | ||
| 1000 | 5 | |
| 7,2 | 7,2 |
Merksätze
In der Simulation findest du heraus: Wenn die Spannung erhöht wird, dann
bei konstantem Widerstand.
Wenn die Spannung verringert wird, dann
bei konstantem Widerstand.
Wenn dagegen der Widerstand erhöht wird, dann
bei konstanter Spannung.
Wenn der Widerstand verringert wird, dann
bei konstanter Spannung.
Wenn man die Stromstärke mathematisch mit der Beziehung berechnet, wird das Ohmsche Gesetz quantitativ bestätigt (mit den angezeigten Werten für V und R).
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Hey Pat! 😊, Sam hier. Sag mal welches Avatar-Bild von mir gefällt dir am besten? Das mit dem grauen Tuch
Oder das mit dem roten Tuch?
Saaaam 😭 ich hab ein Problem…
Oh oh… du klingst dramatisch. Was ist passiert? 😅
Mein Vater meinte gestern ganz locker: „Du bist doch mit Technik aufgewachsen, bau mir mal einen leistungsstarken PC zusammen.“ Und ich so: „Klar 😎 easy.“ War vielleicht… minimal übertrieben.
HAHAHA du hast einfach ja gesagt?? Aber eigentlich traue ich dir das voll zu 😂
Du bist süß 😌 Also… ich will den PC ja auch selbst benutzen für mein… ähm… kreatives Hobby.
Ahhhh okay das ist spannend!! Das sind Spannungen. Volt = Spannung 🤓
Drückt? Also wie Wasser in einem Gartenschlauch? 🚿
JA genau!! Spannung = Wasserdruck, Strom = Wassermenge, Widerstand = wie eng das Rohr ist 😭
Okay warte… Wenn ich zu viel Druck habe, fließt mehr Wasser?
Genau! Und jetzt kommt das Ohmsche Gesetz 😎 I = U / R.
Heißt… wenn ich die Spannung erhöhe und der Widerstand gleich bleibt… wird der Strom größer? 😳
JA!! Und wenn zu viel Strom fließt, wird das Bauteil heiß 🔥
WAIT. Also wenn ich ein Teil nehme das für 5V gedacht ist und ich baller da 12V drauf… fließt viel mehr Strom als es aushält? 😨
Genau 😬 Mehr Spannung bedeutet mehr Strom, wenn der Widerstand gleich bleibt.
Oh. Deshalb gehen Sachen kaputt wenn man das falsche Netzteil nimmt 😳
Jaaaa! Du checkst das richtig schnell 🥹
Hör auf, sonst werde ich rot 😌 Warum braucht ein Gaming-PC dann so ein riesiges Netzteil?
Gute Frage 🤔 Leistung = Spannung × Strom. Ein Gaming-PC braucht viel Leistung.
Und viel Strom heißt…?
Mehr Energie pro Sekunde. Grafikkarte und Prozessor rechnen mega viel 😄
Ist das auch der Grund, warum ein Heizlüfter viel mehr Strom zieht als mein Handy? 🔥
Ja!! Ein Heizlüfter wandelt Strom direkt in Wärme um 😄
Also Widerstand bestimmt, wie viel Strom fließt und wie viel Energie verbraucht wird?
GENAU 😭 Du erklärst das gerade besser als ich!
Warum sind bei starken Netzteilen die Kabel so dick? 🤨
Weil auch Kabel einen Widerstand haben! Dünne Kabel werden bei viel Strom heiß 😌
Also ist das auch wieder Ohmsches Gesetz? 😏
Ja. Alles hängt daran 🙂
Ich fasse zusammen: Netzteile geben bestimmte Spannungen ab. Zu hohe Spannung → zu großer Strom → Bauteil kaputt. Gaming-PC braucht viel Leistung. Widerstand bestimmt den Strom. Dicke Kabel verhindern Überhitzung 🧑🏻🔬
100% richtig 😭 Ich bin offiziell stolz auf dich.
Gut. Dann baue ich jetzt weiter. Und wenn es explodiert… war das ein physikalisches Experiment 😌
BITTE NICHT EXPLODIEREN 😭 Ich brauche dich noch.
Oh? Dann sollte ich wohl die richtige Spannung wählen 👀