In Physik kennen die meisten Thanaweya-Amma-Schülerinnen und -Schüler die Formeln. Punkte kostet es, eine Formel zu wählen, die nicht zur Situation passt. Eine Formel ist eine Aussage über einen bestimmten Aufbau – lies also zuerst den Aufbau: Was ist womit verbunden, was ist gegeben, was ist gesucht, und in welchen Einheiten? Die drei Beispiele unten sind eigene Übungsaufgaben zur Elektrizitätslehre aus dem Buch der Klasse 12.
Die Routine
- 1Schreib die gegebenen Größen mit ihren Einheiten auf, dazu die gesuchte Größe.
- 2Zeichne den Stromkreis oder die Situation, wenn die Aufgabe es nicht tut.
- 3Benenn die physikalische Situation (geschlossener Stromkreis mit Innenwiderstand, parallele Zweige, Nebenwiderstand …) und erst dann die Formel.
- 4Rechne Einheiten um (mA in A, cm in m), bevor du einsetzt.
- 5Probe: Hat das Ergebnis die richtige Einheit und eine sinnvolle Größe?
Beispiel 1: eine Batterie mit Innenwiderstand
Eine Batterie mit der Quellenspannung VB = 12 V und dem Innenwiderstand r = 1 Ω ist an einen äußeren Widerstand R = 5 Ω angeschlossen. Bestimme die Stromstärke und die Spannung an R. Situation: geschlossener Stromkreis, also das ohmsche Gesetz für den geschlossenen Kreis: I = VB / (R + r) = 12 / 6 = 2 A. Dann V = IR = 2 × 5 = 10 V. Probe: V = VB − Ir = 12 − 2 = 10 V.
Typischer Fehler: I = V/R mit 12 V und 5 Ω rechnen. Das ergibt 2,4 A, weil der Innenwiderstand ignoriert wird, den die Aufgabe angegeben hat.
Beispiel 2: Widerstände in Parallelschaltung
Widerstände von 6 Ω und 3 Ω sind parallel an eine Quelle mit 12 V angeschlossen (Innenwiderstand vernachlässigt). Bestimme die Gesamtstromstärke und die Stromstärke in jedem Zweig. Situation: parallel, also liegt an beiden dieselbe Spannung. 1/R = 1/6 + 1/3 = 1/2, also R = 2 Ω und I = 12 / 2 = 6 A. Zweige: 12/6 = 2 A und 12/3 = 4 A. Probe: 2 + 4 = 6 A, wie es die Knotenregel verlangt.
Typischer Fehler: die Widerstände addieren (9 Ω), als wären sie in Reihe geschaltet. In der Parallelschaltung ist der Gesamtwiderstand immer kleiner als der kleinste Einzelwiderstand.
Beispiel 3: aus einem Galvanometer ein Amperemeter machen
Ein Galvanometer mit dem Widerstand Rg = 50 Ω hat Vollausschlag bei Ig = 2 mA. Welcher Nebenwiderstand lässt es bis 1 A messen? Situation: Der Nebenwiderstand ist parallel geschaltet, hat also dieselbe Spannung wie das Galvanometer: Ig·Rg = (I − Ig)·Rs. Umrechnen: Ig = 0,002 A. Rs = (0,002 × 50) / (1 − 0,002) = 0,1 / 0,998 ≈ 0,1 Ω. Probe: Ein kleiner Nebenwiderstand ist zu erwarten, weil der größte Teil des Stroms an der Spule vorbeifließen muss.
Typischer Fehler: 2 statt 0,002 einsetzen, weil die Stromstärke in Milliampere angegeben war.
Prüf, ob eine Formel für die Situation gilt, bevor du Zahlen einsetzt.
So hilft dir EXAMEV
Die Physik-Fragenbank der Klasse 12 (Ägypten) von EXAMEV hat Übungsfragen Lektion für Lektion, vom elektrischen Strom, dem ohmschen Gesetz und den kirchhoffschen Regeln bis zu Magnetfeldern, Messgeräten und Induktion, mit einer Erklärung zu jeder Antwort. Die Beispiele hier sind EXAMEV-Übungen, keine offiziellen Prüfungsfragen; prüf in den aktuellen Vorgaben des Ministeriums, was dieses Jahr geprüft wird. Einen Plan fürs ganze Jahr findest du im Lernplan für die Thanaweya Amma in diesem Blog.