Physik-Aufgabe: Spannungsabfall, Stromstärke berechnen?
4 Antworten
hat man vergessen R2 zu beschriften? :D egal. ich gehe davon aus, dass es der Widerstand über R3 ist.
Spannungsfall
Was haben wir nochmal gelernt? In einer Reihenschaltung teilt sich die Gesammtspannung über die Widerstände auf und verhält sich wie die Widerstände U1/U2=R1/R2. Der größte Widerstand bekommt also die größte Spannung.
In der Parallelschaltung aber bleiben alle Teilspannungen gleichgroß U1=U2=Un=Uges.
Wenn die Teilspannung an R3 nach den Gesetzen der Parallelschaltung genauso groß ist wie die an R2 bietet es sich doch an die beiden Widerstände zusammen zufassen. Wir bilden also den Ersatzwiderstand aus R2 und R3.
R2,3=R2*R3/R2+R3=5ohm*3,5ohm/5ohm+3,5ohm=c.a 2,06 ohm. oder um ein noch genaueres Ergebnis zu erhalten 35/17ohm.
Dieser Ersatzwiderstand liegt jetzt in Reihe zu R1 Die Widerstände sind gegeben und die Gesamtspannung ist gegeben. Nun können wir über die Verhältnisgleichung bestimmen, welche Spannung an den Widerständen anliegt.
U1/Uges=R1/Rges=>U1=Uges*R1/Rges
=12V*1,6ohm/1,6ohm+35/17ohm= c.a 5,25V
Was mit U1 geklappt hat klappt auch mit U2
U2/Uges=R2/Rges => U2=Uges*R2/Rges=12V*35/17ohm/1,6ohm+35/17ohm
U2=c.a 6,75V
Uges=U1+U2=5,25V+6,75V=12V
Wir sehen, dass wir so falsch schonmal gar nicht liegen :)
Ich empfehle für die Rechnungen immer ein möglichst genaues Ergebnis zu verwenden gerade wenn man später runden muss kann es nach mehreren Rundungen dazu kommen, dass das Endergebnis extrem ungenau wird.
siehe Physik-Formelbuch,was du privat in jedem Buchladen bekommst.
Kapitel,Elektrizitätslehre,Schaltung von Widerständen
Widerstand von 2 parallelen Widerständen
Rp=R1*R2/(R1+R2)
1) Rges=R1+Rp=1,6 Ohm+5Ohm*3,5 Ohm/(5Ohm+3,5Ohm)=2,659 Ohm
2) UAB=U1+Up=Rges*Iges → Iges=UAB/Rges
3) U1=R1*Iges
U1=1,6 Ohm*12V/2,659 Ohm=7,22 V
U2=UAB-U1
U2=R2*I2
I2=U2/R2=(12V-7,22V)/5 Ohm=0,956 A
Prüfe auf rechen- und Tippfehler.
Für den Gesamtwiderstand zwischen AB gilt
Rges = R1 + (R2 || R3)
mit (R2 || R3) = (R2*R3)/(R2 + R3). Mit der Spannungsteilerregel folgt für die Spannung über R1:
Ur1 = Uab * R1/Rges
Aus der Maschenregel folgt für die Spannung über R2
Ur2 = Uab - Ur1
und damit der Strom durch Widerstand R2
Ir2 = Ur2/R2
R2 und R3 sind Paralell geschaltet
R23=R3*R2/(R2+R3)=5*3,5/(5+3,5)
der Gesamte Widerstand beträgt dann Rges=R1+R23=1,6+2,058=3,65
Jetzt kannst du den Strom durch R1 berechnen I1=Uges/Rges
Der Spannungsabfall an R1 ist einfach U1=R1*I1
Der Spannungsabfall an R2 und R3 ist Uges-U1
Mit den Spannungen an den jeweiligen Widerständen kann man sich dann einfach über U/R=I die jeweiligen Ströme berechnen