Widerstandsänderung einer Glühlampe

Neue Experimente mit dem CASSY-E

G. Höhne

Bei Behandlung des Ohmschen Gesetzes wird darauf hingewiesen, daß der Widerstand eines Leiters von seiner Temperatur abhängt. Hierbei ist die Frage „Wie ändert sich der Widerstandswert einer Glühlampe kurz nach dem Einschalten?" für die Schüler von erheblichem Interesse. Eine zu dieser Fragestellung passende Untersuchung ist mit Hilfe des CASSY-E und des Meßprogramms „MAuS für das CASSY-E" leicht möglich. In Abb. 1 ist der zugehörende Versuchsaufbau zu erkennen. Ein Glühbirnchen ist mit einem 40 W -Widerstand in Reihe geschaltet. Nach Anschluß einer 11 V-Spannungsquelle steigt die Spannung am Glühbirnchen nach dem t- U -Diagramm der Abb. 1 an.

Abb.1

Aus diesem t - U - Diagramm kann mit Hilfe von „MAuS" sofort ein t - R -Diagramm entwickelt werden. Man bildet aus den gespeicherten (t; U) -Wertepaaren die beiden ersten Spalten der in Abb. 2 sichtbaren Tabelle (Unterprogramm Tabellenkalkulation) und wertet diese anschließend nach dem Term R = 40 * U / (11V - U) aus.

Abb. 2

Abb. 2 zeigt nur einen Ausschnitt aus der Tabelle. Die erste Spalte enthält die Zeitwerte, ihr ist die Variable a zugeordnet, die b - Werte der zweiten Spalte sind Spannungen, die c - Werte der dritten Spalte sind Widerstandswerte, die nach Anklicken von „ Tabelle auswerten" aus den Werten der ersten Spalten gebildet wurden. Ersetzt man den Auswerteterm „40 * b/(11-b)" durch „_a; c" und klickt wieder „Tabelle auswerten" an, dann wird das in Abb. 1 sichtbare t-R-Diagramm geschrieben.

Das hier geschilderte Experiment ist auch mit der sehr leistungsfähigen, preiswerten Meßkarte PC-20 (100000 Messungen/s) der Firma BMC in Verbindung mit dem Meßprogramm „MAuS" realisierbar.

Veröffentlichung in der Praxis der Naturwissenschaften/ Physik 5/47 Jg. 1998