Heizung Wärmeleistung Parallel/Reihenschaltung?
In einer Aufgabe soll diskutiert werden, ob die Wärmeleisutng in einer Parallelschachltung oder Reihenschaltung mit gegebner Spannung größer ist. Mein Denkansatz war zunächst der Widerstand ist in der Parallelschaltung kleiner, aber die Stromstärke größer. Da sich die Verlustleistung aus: P=I^2*R ergibt und I hier quadrat ist, sollte die Wärmeleistung insgesamt steigen.
Nur die Antwort sagt folgendes: Parallelschaltung: kleinerer Widerstand ---> größere Stromstärke, aber für größere Leistung benötige man ein größeren Widerstand und ein kleinere Stromstärke. Daher hätte eine Serienschaltung die größere Wärmeleistung.
Kennt sich jemand da auf physikalischer Basis mit aus? (am besten anhand von Formeln erklären). Vielen Dank
5 Antworten
Du fängst mit dem richtigen Gedanken an:
zunächst der Widerstand ist in der Parallelschaltung kleiner, aber die Stromstärke größer.
Bei größerer Stromstärke wird auch die größere Leistung aufgenommen und deshalb die größere Wärme abgegeben. Bei Deinem zweiten Gedanken stellst Du alle Verhältnisse auf den Kopf.
P = R • I^2
Bei Parallelschaltung ist der Strom in jedem Widerstand I, also Gesamtleistung = 2 • R • I^2
Bei Reihenschaltung ist der Strom nur halb so groß, also Gesamtleistung = 2 • R • (I/2)^2 = R • I^2 / 2
Also ist die Leistung bei Parallelschsltung viermal so hoch.
Gegeben ist die Spannung und (meinetwegen) zwei identische Widerstände?!
Dann ist die Leistung bei einer Parallelschaltung natürlich höher, als wenn du die beiden Widerstände in Reihe schaltest.
Beispiel: 10 Volt und 10 Ohm.
Parallelschaltung: Es fließen pro Widerstand 1 Ampere, also 10 Watt, also 20 Watt Gesamtleistung.
Reihenschaltung: Es fließen 0,5 Ampere durch beide Widerstände (20 Ohm), also gerade mal 5 Watt Gesamtleistung.
(Falls ich deine Frage falsch verstanden habe, dann bitte ich um Entschuldigung)
Der höhere Widerstand in der Reihenschaltung zusammen mit der geringeren Teilspannung an den Widerständen führt zu einer geringeren Wärmelast an den Widerständen.
Genehm gleiche Widerstände im Parallelbetrieb:
Der (Verlust) Widerstand beträgt die Hälfte, Teilspannung ist Nennspannung (doppelte Teilspannung), durch den halben Widerstand und die doppelte Spannung vervierfacht sich der Strom.
Kleinerer Widerstand bei gleicher Spannung = höherer Strom, und daher auch mehr Leistung (P=U²/R)