Wie kann man den Widerstand einer Glühlampe experimentell ermitteln?

Widerstand einer Glühlampe - das sollten Sie wissen

• Der Widerstand eines elektrischen Bauteils, egal ob Glühlampe oder Bügeleisen, ist ein Maß dafür, wie die elektrischen Ladungen beim Stromfluss durch dieses Teil behindert werden - mikroskopisch gesprochen. Durch diese Behinderung entsteht Wärme - je höher der Widerstand, desto mehr.
• Auch eine Glühlampe, selbst ein kleines Birnchen, hat einen Widerstand, denn in diesem Teil befindet sich ja ein dünner Draht, der beim Stromfluss erhitzt und zum Leuchten gebracht wird. Der Widerstand einer solchen Lampe wird natürlich davon abhängen, wie heiß diese wird - im kalten Zustand kann der Widerstand recht klein sein.
• Der Widerstand als elektrische Größe wird mit einem großen "R" bezeichnet und in der Einheit "Ohm" (Ω) gemessen. Als Formel ergibt sich der Widerstand als Quotient aus Spannung U und Strom I, also R = U/I. Diese Gleichung zeigt auf, wie der Widerstand (unabhängig von Vielfachmessinstrumenten, die dies ermöglichen) gemessen werden kann, nämlich indem Sie bei bekannter Spannung U den Strom im Stromkreis mit einem Amperemeter messen.

Widerstand experimentell ermitteln - so kann man vorgehen

Vorbemerkung: Eine normale Glühbirne (falls Sie eine solche noch haben) wird an die normale Haushaltsspannung von 230 V angeschlossen. Da es sich hier um gefährliche Experimente handelt, sollten Sie bei Ihrem Versuch (besonders wenn Sie mit Kindern oder Schülern arbeiten) keinesfalls den Widerstand solch einer normalen Glühlampe ermitteln. Benutzen Sie auf jeden Fall kleine Glühbirnchen, die mit einer kleinen Spannung im Bereich von einigen Volt zum Leuchten gebracht werden können (Angaben auf dem Sockel der Lämpchen) und sich auf sog. Versuchsbrettchen befinden. Eine passende Batterie als Stromquelle findet sich allemal.

1. Zunächst kann man, falls Ihnen ein Ohmmeter oder Vielfachmessinstrument zur Verfügung steht, den sog. Kaltwiderstand des Lämpchens ermitteln - legen Sie einfach das Messinstrument parallel zum Lämpchen an.


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2. Nun bauen Sie den Stromkreis für das eigentliche Experiment auf. Verbinden Sie hierfür den Pluspol der Batterie mit einem Schalter. Von dort gehen Sie zum Amperemeter (für die Strommessung) über. Vom Amperemeter führt eine Verbindung zum Lämpchen. Von dort schließen Sie Ihren Kreis zum Minuspol der Batterie.
3. Schließen Sie nun den Schalter in Ihrem Stromkreis und stellen Sie das Messinstrument auf einen geeigneten Bereich ein (wahrscheinlich im mA-Bereich).
4. Lassen Sie nun das kleine Birnchen wieder etwas abkühlen und schließen Sie dann wieder den Stromkreis. Notieren Sie sofort die Stromstärke, dann warten Sie einen Moment, ob sich der Strom noch verändert. Dies entspricht der Betriebstemperatur des Birnchens. Es kann durchaus sein, dass Sie hier keinen oder nur einen geringen Unterschied feststellen - die kleinen Lämpchen sind einfach schnell auf Temperatur.
5. Zur Berechnung des Widerstandes müssen Sie nun nur noch die Spannung der Batterie U durch den gemessenen Strom I teilen. Beachten Sie, dass U in Volt und I in A (1 mA = 1/1000 A!) eingesetzt werden müssen. Der Widerstand sollte sich bei Betriebstemperatur deutlich gegenüber dem Kaltwiderstand erhöht haben.

Professioneller wird der Versuch natürlich, wenn man eine regelbare Spannungsquelle hat und für eine Glühbirne eine Kennlinie aufnehmen kann. Hier wird der Strom I gegenüber der Spannung U aufgetragen. Die Steigung der Kennlinie entspricht dem Widerstand.