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Versuchsdurchführung
a) Spezifischer Widerstand von Leitern
Ein mehrere Meter langer Draht, der abwechseln aus 1mm starken Stücken aus Cu-Draht und Fe-Draht besteht, wird mit einem solchen Strom betrieben, dass der Eisendraht glüht. Den Kupferdraht kann man dagegen noch mit bloßen Händen berühren.
b) Wärmeausdehnung
Ein Draht von 3m Länge und 0,4mm Durchmesser wird einseitig über eine Rolle geführt und mit einem kleinen Gewicht belastet. Unter Strom dehnt sich der Draht reversibel aus \(I\propto \Delta L\).
Die Ausdehnung/Verlängerung des Drahtes wird dabei mithilfe eines Zeigers an der Rolle sichtbar gemacht (Hitzdrahtinstrument).
Bei Wechselstrombetrieb zeigt ein Hitzdrahtinstrument Definitionsgemäß den „Effektivwert“.
c) Maximale Wärmeleistung
Die Maximale Wärmeleistung wird in einem äußeren Lastwiderstand \(R_L\) dann erreicht, wenn \(R_L\) gleich dem Innenwiderstand \(R_i\) ist.
Am besten 2x9V Blockbatterie in Reihe Schalten ( \(R_i=2\cdot 4,5\Omega =9\Omega\) )
Bzw. man kann einer Spannungsquelle die maximale Leistung entnehmen, wenn der äußere Widerstand gleich dem Innenwiderstand ist.
Folgende Beispielwerte zeigen, dass das Maximum der Leistung tatsächlich bei \(R_L=9\Omega\) liegt, also beim Innenwiderstand der beiden 9V Blockbatterien:
