Glühbirne 1,2V mit einer Batterie 4.5V betreiben?
Wie kann ich eine Blühbirne (1,2 V; 10 mA) mit meiner Flachbatterie (4,5 V) betreiben? Könnt ihr es mir bitte einfach erklären für den Physik Unterricht?
6 Antworten
Das geht nur mit einem Vorwiderstand.
Was Widerstände sind und wie sie zu berechnen sind, steht in Deinem Physikbuch.
Fang an - Du hast die ganze Nacht Zeit.
Am einfachsten wäre ein Vorwiderstand.
Die Glühbirne hat 120 Ohm.
Um auf 10 mA bei 4,5V zu kommen, müsstest Du 450 Ohm haben, also fehlen noch 330 Ohm Widerstand.
Das ist aber unökonomisch, weil viel Energie als Wärme abgeht.
Eine Potentiometerschaltung wäre noch unökonomischer.
Alternativ gibt es DC-DC-Wandler, die 1,2V fast verlustfrei liefern.
Oder Du kannst 4 solche Glühbirnen in Reihe schalten, dann liegst Du mit 4,8V ganz auf der sicheren Seite.
Mit einem Vorwiderstand ist das möglich. Am Vorwiderstand fallen dann die "überflüssigen" Volt ab, so das für die Lampe dann nur noch die passenden 1,2V anliegen.
Am Widerstand müssen also die 3,2V (4,5- 1,2) anliegen.
Die Größe des Widerstand lässt sich dann aus der Spannung und der Stromverbrauch der Birne berechnen. U=R*I umstellen auf R -> R=U/I also 3.2V/0,01A = 320 Ohm.
Du brauchst etwas, dass die Spannung "aufbraucht".
Man kann einen Vorwiderstand verwenden. Den rechnet man nach dem ohmschen Gesetz aus. Dann verbraucht der Widerstand aber mehr Leistung als die Glühbirne. Das heißt, einen Großteil der Energie der Batterie wird verschwendet.
Sinnvoller ist es eine "Weinachtslicherkette" zu machen. Also mehrere der Birnen in Reihe Schalten. Mit 4 Birnchen in Reihe würden die volle Helligkeit bei 4,8V haben, brennen dann an der 4,5V Batterie etwas dunkler. Das braucht dann praktisch genau so viel Energie wie eine Birne mit Vorwiderstand, man hat aber dann 4 leuchtende Birnen.
Früher hat man das am Weinachtsbaum direkt an 220V gemacht, also zum Besipiel 12x 18V Birnchen. Brennt eine durch, geht dann der ganze Baum aus. War auch relativ gefährlich da wenn irgendwas kaputt ging eine Lebensgefährliche Spannung angefasst werden konnte. zum Glück haben sich LEDs mit Netzteil durchgesetzt.
Nächste Möglichkeit wäre ein Linearregler. Damit kann man die Spannung dann "runter regeln". So ein Linearregler verhält sich wie ein selbst einstellender Vorwiderstand. Auch der verbrennt Energie "Sinnlos". In diesem Fall kann man einen LM317 verwenden, der regelt auf 1,25V. Gedacht ist der als einstellbarer Regler in dem man mit einem Trick die Spannung per Poti erhöhen kann auf die er regelt.
Und dann kann man DC/DC Wandler verwenden. Die zerhacken die Eingangsspannung und transformieren die Spannung per Spule oder Minitrafo und richten dann wieder gleich. So entspricht die Leistung die aus der Batterie gezogen wird nur etwas mehr als die Leistung in der Glühbirne. Damit kann dann ein Großteil der Energie der Batterie genutzt werden.
Mit einem Widerstand, oder noch besser, mit einem SpannungsTeiler.