Aufgabe 1

Beschreibe, was man jeweils unter den folgenden elektrischen Größen versteht, und nenne jeweils das Formelsymbol (Buchstabe) und die Einheit.

a) Stromstärke
b) Spannung
c) Widerstand

Aufgabe 2

Warum leiten manche Stoffe elektrischen Strom (z.B. Eisen oder Kupfer) und andere nicht (z.B. Glas oder Gummi)? Und wie bezeichnet man Stoffe die leiten? Wie bezeichnet man Stoffe die nicht leiten?

Aufgabe 3

Anders als viele glauben, bewegen sich Elektronen in elektrischen Leitern sehr langsam. Ein Elektron benötigt ca. 10 Stunden, um sich in einem Kabel einen Meter weit zu bewegen. Eine Lampe leuchtet aber quasi sofort, wenn man den Lichtschalter drückt. Woran liegt das?

Aufgabe 4

Die entscheidensten Formeln sind hier U = R ∙ I und P = U ∙ I (Uri und Pui).

a) Berechne die Spannung, die an einem Bauteil mit einem Widerstand von 10 Ohm anliegt, durch das ein Strom von 300 mA fließt.
b) Berechne den Widerstand eines Bauteils, durch das ein Strom von 160 mA fließt, wenn eine Spannung von 8 V anliegt.
c) Berechne die Leistung des Bauteils aus b).

Aufgabe 5

Im linken Schaltbild ist eine Reihenschaltung und im rechten Schaltbild eine Parallelschaltung dargestellt.

a) Gib eine möglichst anschauliche Begründung für die folgenden Formeln an.
- In einer Reihenschaltung gilt: I_Quelle = I_{Lampe 1} = I_{Lampe 2}
- In einer Parallelschaltung gilt: I_Quelle = I_{Lampe 1} + I_{Lampe 2}
b) Begründe damit, warum Stromstärken in Reihe und Spannungen parallel gemessen werden.

Aufgabe 6

Gib an, wie groß die Stormstärke I₃ in folgendem Schaltbild sein muss.

Aufgabe 7

Der Widerstand einer Glühlampe soll in Abhängigkeit von der anliegenden Spannung ermittelt werden.

a) Baue eine Schaltung auf, bei der die Stromstärke durch eine Glühlampe gemessen werden kann.
b) Übertrage folgende Tabelle in dein Heft, stelle die jeweilige Spannung ein und notiere dann die gemessene Stromstärke dazu.

c) Berechne jeweils den Widerstand und notiere ihn in der Tabelle.
d) Zeichne die U-I-Kennlinie in ein Diagramm.
e) Zeichne die U-R-Kennlinie in ein (anderes) Diagramm.

- Stromstärke wird in Reihe und Spannung parallel gemessen.
- Der Ausgang ist immer COM.
- Der Eingang muss entsprechend der zu messenden Größe gewählt werden (V, mA, A, ...).
- Dann wird am Rad die zu messende Größe eingestellt.
(Bei Stromstärke meistens mA und bei Spannung meistens V ⎓)

a) Was versteht man unter der Dotierung eines Halbleiters? Beschreibe.

b) Welche Dotierung liegt vor, wenn Silizium mit fünfwertigem Arsen dotiert wird? Skizziere auch eine Teilchen-Darstellung eines solchen Halbleiters.

c) Welche Dotierung liegt vor, wenn Silizium mit dreiwertigem Indium dotiert wird? Skizziere auch eine Teilchen-Darstellung eines solchen Halbleiters.

d) Mit welchen Elementen kann ein Germanium-Halbleiter n- und mit welchen p-dotiert werden? (Hinweis: Die Periode (Zeile) sollte maximal um 1 abweichen.)

e) Erläutere, warum bei gleicher Temperatur der elektrische Widerstand dotierter Halbleiter deutlich kleiner ist, als der reiner Halbleiter.

Aufgabe 1: Eine Leuchtdiode sendet nur bei Betrieb in Durchlassrichtung Licht aus. Begründe.

Aufgabe 2: Beschreibe, was eine Diode mit einem Fahrradventil gemeinsam hat.

Aufgabe 3: Welche Lampe (L1, L2) leuchtet jeweils bei den Schalterpositionen A, B und C?

Aufgabe 4: Erkläre, dass ab einer bestimmten Spannung an einer Leuchtdiode die Stromstärke plötzlich steigt.