Physik - E-Lehre - Parallelschaltung?
Hallo,
ich sitze gerade vor folgender Aufgabe:
Zwei Widerstände (R1 = 300 Ohm, R2 = 100 Ohm) sind in Reihe an eine Spannungsquelle (U = 4V) angeschlossen. Ein Voltmeter wird parallel an R1 geschalten. Was zeigt es an?
Ohne das Voltmeter habe ich keine Probleme und kann leicht die Stromstärke und Teilspannungen ausrechnen. Aber wie mache ich dann weiter?
Ich bin dankbar für jeden Denkanstoß!
5 Antworten
Nach Kirchhoff verhält sich die Spannung in einer Reihenschaltung von Widerständen wie die Widerstände. Das heißt du hast eine Verhältnisgleichung.
U1/U2=R1/R2
Wenn du weißt, dass die gesamte Spannung sich auf R1 und R2 aufteilt und sich wie die Widerstände Verhält, dann kannst du daraus schließen, dass
U1=U*R1/R1+R2 sein muss. Denn du willst ja die Spannung an R1 wissen und die gesamt Spannung teilt sich auf R1 und R2 auf. Das ist die sogenannte Spannungsteiler Formel. Einfach einsetzen:
U1=4V*300ohm/300ohm+100ohm=4V*300ohm/400ohm=3V
U2=4V*R2/R1+R2=4V*100ohm/400ohm=1V
U1/U2=R1/R2=3V/1V=300ohm/100ohm=3
Da das Voltmeter Parallel an R1 angeschlossen wird, wird das Spannungsmessgerät 3V anzeigen.
du brauchst gar keinen Strom ausrechenen ein einfacher Dreisatz genügt.
400 Ohm (R1+R2) = 4V
300 Ohm = wie viel?
Über Strom dann ganz einfach 4V/400 Ohm und den resultieren Strom dann mal 300 Ohm rechnen
Wie meine Vorredner schon sagten, hat das Voltmeter in der Theorie einen unendlich hohen Widerstand, sodass keine Spannung über es verloren geht. Daher hast du nur die 2 Widerstände in Reihe. Sie bilden einen Spannungsteiler, das heißt, proportional zu dem Widerstandsverhältnis (300÷(300+100) = 3:4) fällt die Spannung zwischen ihnen ab.
Daher ergibt sich eine Formel, die du noch öfter sehen wirst
In der Regel gehst du davon aus, dass ein Voltmeter einen Widerstand von unendlich hat. Das heißt, dass es keinen Einfluss auf die Schaltung hat - es zeigt lediglich den Wert an, der als Spannung zwischen den beiden Anschlüssen anliegt.
Ein Amperemeter dagegen hat - vereinfacht - einen Widerstand von 0 Ohm, es stellt eine perfekte Verbindung dar und wird genauso gesehen, wie ein Stück Draht - nur dass es dir anzeigen kann, wie viel Strom durch fließt.
U Voltmeter = U ges / Rges ( R1+R2 ) x R1
= 4 V /400 Ohm x 300 Ohm = 3V