Spannung messen: Spannungsteiler mit Fotowiderstand

Spannung messen: Spannungsteiler mit Fotowiderstand

Spannungen kann man nicht nur an Festwiderständen messen, sondern auch an Fotowiderständen. Fotowiderstände sind lichtabhängig. Sie verändern ihren Widerstand mit der Stärke bzw. Intensität des einfallenden Lichts. Der sich verändernde Widerstand produziert natürlich einen sich verändernden Spannungsabfall, wenn ein Festwiderstand in Reihe geschaltet ist.

Wir wollen hier die Spannung am Fotowiderstand messen und feststellen, wie sich der Spannungsabfall bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen verhält. Wir beschäftigen uns hier also mit dem Zusammenhang zwischen Licht, Widerstand und Spannung.

Bauteile

Liste

  • 3 x Widerstände, 1 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Braun)
  • 2 x Fotowiderstand (LDR)
  • 1 x Widerstand, ??? kOhm

Warum ist für einen Widerstand kein Wert angegeben? Ganz einfach, statt eines dritten LDRs sollst Du Dir einen Widerstandswert überlegen und aus den vorhandenen auswählen, der im Grundzustand Deiner Schaltung einen Spannungsabfall erzeugt, der ungefähr dem der Fotowiderstände entspricht. Welcher Widerstand das ist, hängt von den individuellen Lichtverhältnisse ab. Wenn Du Dir nicht sicher bist, nimm irgendeinen. Er dient nur zum Vergleichen.

Messung

Messung an MP1 MP2 MP3
Spannung am LDR/R      

Was messen wir? Wir messen jeweils die Spannung (Teilspannung bzw. Spannungsabfall) am LDR bzw. bei MP3 an einem beliebigen Festwiderstand.

Welches Messergebnis erwarten wir? Das ist jetzt wirklich schwierig zu beurteilen, weil das sehr stark von den Lichtverhältnissen abhängig ist. Grob können wir erwarten, dass die Spannung bei mehr Licht am Fotowiderstand kleiner sein sollte.

Lösung zur Messung

Wir verzichten hier auf die Angabe einer Lösung mit ausgefüllter Tabelle, weil die Spannung an den Fotowiderständen von den Lichtverhältnissen abhängig ist. Vermutlich wirst Du Werte zwischen 2 und 7 Volt messen.

Beobachtungen, Erkenntnisse und Erklärungen

  • Grundsätzlich gilt, fällt mehr Licht auf einen Fotowiderstand leitet er besser, demnach wird sein Widerstand kleiner und es fällt eine kleinere Spannung ab.
  • Umgekehrt gilt, fällt weniger Licht auf den Fotowiderstand, leitet er schlechter, demnach wird sein Widerstand größer und es fällt eine größere Spannung ab.

Ergänzendes Experiment

Eine Idee wäre, in den Reihenschaltungen den Festwiderstand mit dem Fotowiderstand zu tauschen und die Messungen am Festwiderstand zu wiederholen. Dabei kann man den Effekt beobachten, dass sich der Spannungsabfall am Festwiderstand umgekehrt zum Fotowiderstand verhält. Das heißt, mehr Licht am Fotowiderstand erzeugt einen größeren Spannungsabfall am Festwiderstand. Weniger Licht am Fotowiderstand erzeugt einen kleineren Spannungsabfall am Festwiderstand.

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