Ex­pe­ri­men­te durch­füh­ren und aus­wer­ten

Bil­dungs­plan

Spe­zi­fi­sches Me­tho­den­re­per­toire der Phy­sik

Um die vom Bil­dungs­plan ge­for­der­ten Kom­pe­ten­zen bei den Schü­le­rin­nen und Schü­lern her­aus­zu­bil­den, muss die­sen eine An­lei­tung zum Durch­füh­ren, Aus­wer­ten und gra­fi­schen Ver­an­schau­li­chen ge­ge­ben wer­den. Eine sol­che An­lei­tung kann eine Aus­wahl der fol­gen­den Punk­te in einer schü­ler­ge­rech­ten For­mu­lie­rung ent­hal­ten und in einem Me­tho­den­ord­ner ge­sam­melt wer­den.

Durch­füh­ren von Ex­pe­ri­men­ten

1. Ver­gleich der be­reit­ge­stell­ten oder aus­ge­wähl­ten Ge­rä­te mit der Skiz­ze der Ex­pe­ri­men­tier­an­ord­nung bzw. mit dem Schalt­plan, evtl. Ge­rä­te­lis­te er­gän­zen
2. Prü­fen der Funk­ti­ons­tüch­tig­keit der Ge­rä­te
3. Über­sicht­li­ches Auf­bau­en der Ex­pe­ri­men­tier­an­ord­nung (Über­ein­stim­mung mit Schal­tung oder Skiz­ze, Sicht­bar­keit der Mess­in­stru­ment, zu be­die­nen­de Ele­men­te in den Vor­der­grund, mög­lichst we­ni­ge Über­schnei­dun­gen von Ka­beln, …)
4. Schwie­ri­ge Auf­bau­ten und vor allem elek­tri­sche Schal­tun­gen stets vor In­be­trieb­nah­me vom Leh­rer über­prü­fen las­sen
5. All­ge­mei­ne und spe­zi­el­le Si­cher­heits­vor­keh­run­gen be­ach­ten (Ar­beit mit Netz­steck­do­sen, Stand­fes­tig­keit der Ge­rä­te, Be­schä­di­gung durch Stöße, Be­rüh­rung mit Wär­me­quel­len oder durch Über­las­tung in­fol­ge zu hoher Span­nung bzw. Strom­stär­ke ver­mei­den)
6. Ar­beits­schrit­te laut for­mu­lier­ter Ver­suchs­durch­füh­rung aus­füh­ren (In­gang­set­zen, Be­ob­ach­ten, Mes­sen, Be­din­gun­gen ver­än­dern, …)
7. Alle Mess­pa­ra­me­ter und Be­ob­ach­tun­gen (ins­be­son­de­re un­ver­stan­de­ne, un­er­war­te­te) fest­hal­ten und auf­he­ben!
8. Mess­wer­te kri­tisch über­prü­fen, evtl. Mes­sung wie­der­ho­len
9. Mess­wer­te ge­eig­net zu­sam­men­stel­len (Mess­wert­ta­bel­le)

Der Um­gang mit Ge­rä­ten
Alle Ge­rä­te müs­sen pfleg­lich be­han­delt wer­den. Be­merk­te Män­gel oder Schä­den müs­sen dem Leh­rer so­fort ge­mel­det wer­den. Nach Ab­schluss des Ver­su­ches müs­sen die Ge­rä­te auf Voll­zäh­lig­keit über­prüft, ge­ge­be­nen­falls ge­rei­nigt und auf ihren Platz zu­rück­ge­bracht wer­den.

Be­son­de­re Hin­wei­se zum Mes­sen in der Elek­tri­zi­täts­leh­re
Hier­bei geht es ins­be­son­de­re um Strom- und Span­nungs­mes­sun­gen. Dazu ste­hen ver­schie­de­ne Arten von Mess­ge­rä­ten zur Ver­fü­gung: In­stru­men­te mit ana­lo­ger und di­gi­ta­ler An­zei­ge.
Bei Ab­le­sen der Mess­wer­te bei einem ana­lo­gen Zei­ger­in­stru­ment ist dar­auf zu ach­ten, dass der End­wert der je­wei­li­gen Skala dem vorab ein­ge­stell­ten Mess­be­reich ent­spricht und es so zu Um­rech­nun­gen des an­ge­zeig­ten Ska­len­wer­tes kom­men kann, um die tat­säch­li­che Mess­grö­ße an­ge­ben zu kön­nen.

Hier ent­spricht der Ska­len­end­wert 10 dem Wert 0,01 A des ge­wähl­ten Mess­be­rei­ches. Der ge­mes­se­ne Wert ist damit 0,005 A.

Zu be­ach­ten ist:

• Strom­mess­ge­rä­te sind stets in Reihe in den Strom­kreis ein­zu­schal­ten, Span­nungs­mess­ge­rä­te sind stets par­al­lel zum Netz­ge­rät oder zu dem elek­tri­schen Gerät, des­sen an­lie­gen­de Span­nung ge­mes­sen wer­den soll, zu schal­ten.
• Vor dem Ein­schal­ten einer elek­tri­schen Schal­tung soll­ten alle Mess­ge­rä­te auf den größ­ten Mess­be­reich ein­ge­stellt sein.
• Bei Ein­zel­mes­sun­gen gilt: So­lan­ge der nächst klei­ne­re Mess­be­reich aus­reicht, muss auf ihn her­un­ter­ge­schal­tet wer­den.
• Bei Un­ter­su­chun­gen von Ab­hän­gig­kei­ten: Alle Mes­sun­gen er­fol­gen nach Mög­lich­keit in ein und dem­sel­ben Mess­be­reich.

All­ge­mei­nes Vor­ge­hen:

• Mess­grö­ße wäh­len (U, I)
• Rich­ti­ge Po­lung be­ach­ten
• Gleich- oder Wech­sel­span­nung bzw. -strom aus­wäh­len
• Mit gro­ßem Mess­be­reich be­gin­nen!
• Bei zu ge­rin­gem Zei­ger­aus­schlag Mess­be­reich schritt­wei­se ver­rin­gern.

Ex­pe­ri­men­te durch­füh­ren und aus­wer­ten: Her­un­ter­la­den [pdf] [118 KB]