Frage von xscharfschuetze, 68

Gemischte Schaltung... Wie berechnet man was?

http://mezdata.de/ti-technologie/ea020_gem_schaltungen/aufg.php

Hi Leute,

ich habe momentan Ferien und lerne etwas für die Schule. Das einzige Fach das schwer ist, ist Elektrotechnik.

Die Aufgabe 4. verwirrt mich ein bisschen, könnte mir da eine weiterhelfen?

Antwort
von JTKirk2000, 20

Also ich weiß jetzt nicht, was Du da alles lösen sollst, aber ich versuche mal mein Glück.

Grundlegend bei der Berücksichtigung von Widerstand, Spannung und Stromstärke ist R = U / I, U = R*I oder auch I = U / R.

Aufgaben 1 und 2 sind so aufgebaut, dass Widerstand R2 und R3 in Parallelschaltung sind und der Gesamtwiederstand R23 mit Widerstand R1 in Reihe. Entsprechend gelten für R2 und R3 R23 = 1/((1/R2)+(1/R3)). Bei dem Gesamtwiderstand verhält es sich so, dass Rges = R23 + R1 ist.

Bei 3 brauchst Du zunächst die Gesamtwiderstände für R1 und R2 sowie für R3 und R4, also jeweils mit der Formel für die Reihenschaltung Rges = R1+R2. Mit Hilfe der Differenz berechnest Du dann ausgehend von dem jeweiligen Gesamtwiderstand die Spannung, die durch jeden der parallelen Leiter fließt und ermittelst dann die Differenz zwischen beiden Teilspannungen durch einfache Subtraktion - jedenfalls wenn ich das richtig verstehe.

Die gemischte Schaltung von Aufgabe 4 erfordert eine Berechnung der Ersatzwiderstände R23 und R45 in jeweiliger Reihenschaltung (siehe Musterformel in Aufgabe 3) und dann die Berechnung des Gesamtwiderstandes in Parallelschaltung, in diesem Fall Rges = 1((1/R1)+(1/R23)+(1/R45)).

Bei Aufgabe 5 dient der Widerstand als Vorwiderstand der Verringerung der Spannung. Die Stromstärke bleibt gleich. Mit Hilfe der Formel U = R * I erhältst Du die Spannung, die der Widerstand der Stromquelle abnimmt, sodass bei der Lampe nur noch 12 Volt ankommen. Die Gesamtspannung entspricht also der Summe der ermittelten Spannung am Widerstand und an der Lampe. Dass die Stromstärke gleich bleibt, gilt bei Reihenschaltungen. Bei Parallelschaltungen wird die Stromstärke entsprechend aufgeteilt.

Zu Aufgabe 6 ist zunächst anzumerken, dass P = U * I ist. Demnach sind die Stromstärken der Lampen wie folgt L1: 15 W / 6 V = 2,5 A und L2: 3 W / 3 V = 1 A. Da es sich hier um eine Parallelschaltung handelt, wird hier nun die Stromstärke aufgeteilt, nicht aber die Spannung. Wo die schwächere Lampe sitzt, da muss der Widerstand entsprechend größer sein, da sonst die Lampe durchbrennen würde. Gesamtwiderstand von R1 und R2 (entsprechend der Parrallelschaltung) müssen zunächst 6 Volt abnehmen, und dann geht es im Einzelnen darum, in Reihe die Spannung um weitere 3 Volt zu reduzieren, damit die 3 Volt Glühlampe nicht durchbrennt.
Bei Schaltung 2 übernimmt der Widerstand R4 nur die Spannung der 3 Volt für Lampe 2, um so die Spannung an L2 auf 3 Volt zu begrenzen, während der Widerstand R3 die 6 V entsprechend von den insgesamt 12 V reduziert. Im Prinzip also von der Berechnung etwas leichter, als bei Schaltung zwei, da nun alles getrennt berücksichtigt werden kann.
Die Verlustleistung erhältst Du durch die Gesamtwiderstandswerte und die eingangs erwähnten Formeln zu Spannung, Stromstärke und Widerstand, sowie durch die Berechnung der Leistung P = U * I.
Die Dauer des Betriebes kann man mit Hilfe der Kapazität des Akkus erhalten, indem man die Kapazität des Akkus durch die Gesamtstromstärke der jeweiligen Schaltung dividiert. Bedenke dabei, dass man am besten in Ampere (A), Amperstunden (A*h)und Stunden (h) rechnet.
Was F angeht, bin ich mir nicht ganz sicher, aber ich glaube, dass dann der Strom nur noch über den Widerstand fließt und dieser dann wie ein zusätzlicher Vorwiderstand wirkt. Theoretisch sollte dann die Spannung an L1 geringer werden, aber ich kann mich auch täuschen. Zumindest ist eine Berechnung nicht notwendig.

Ich hoffe ich konnte helfen, aber ich kann leider nicht dafür garantieren, dass all meine Tipps korrekt sind. Ich hoffe daher auf eventuelle Korrekturen oder andere Antworten, falls ich mich an einer Stelle getäuscht haben sollte. Allgemein wünsche ich auch, in Anbetracht des nahen Jahreswechsels ein in jeder Hinsicht gutes Neues Jahr. 

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Sorry, dass es Dir nur um Aufgabe 4 geht, habe ich irgendwie überlesen, na dann brauchst Du halt nur den betreffenden Absatz berücksichtigen. Bei dem bin ich mir zumindest sicher, dass alles korrekt ist.

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