Physik, Spannung und Spannungsabfall?
heyyy:)
Ich hätte da mal eine Frage zu Physik und elektrischer Spannung. Ich habe eine 20 Volt Quelle. An diese schließe ich drei Lampen in Reihenschaltung an. Die ersten beiden Lampen sind 6 Volt Lampen, die dritte ist eine 12 Volt Lampe. meine Frage ist nun: Da in einer Reihenschaltung die Teilspannungen addiert die Quellenspannung ergeben, wie wird die Spannung dann aufgeteilt, wenn man nicht die 24 Volt, die man bräuchte, hat?
Mir sind dazu zwei Möglichkeiten eingefallen.
Die 1. Möglichkeit ist, dass die ersten beiden Lampen 6 Volt bekommen und für die dritte Lampe nur noch 8 Volt übrig bleiben.
Meine zweite Überlegung war, dass man sich die prozentuale Verteilung anguckt. Dann würde man erstmal alle Teilspannungen zusammen rechnen und käme auf 24 Volt. 6 Volt ist ja dann 1/4 von 24 Volt und das Ganze auf die 20 Volt, die man nur zur Verfügung hat, bezogen würde bedeuten, dass die beiden ersten Lampen jeweils 5 Volt bekommen würden und die dritte Lampe 10 Volt.
Vielleicht kann jemand ein bisschen Ordnung in meine verwirrten Aussagen bringen und es mir nochmal ganz einfach erklären.
Danke<3
Edit: Jede Lampe hat eine Stromstärke von 0,1 A.
4 Antworten
Kann man nur sagen wenn man die Leistung der Lampen oder die Stomaufnahme hat. Daraus kann man die Widerstände ermitteln und mit der Formel für eine Reihenschaltung die Teilspannungen errechnen. Ich sehe gerade Spannung und Strom hast ja, denn mal los Widerstände berechnen
Danke für die ausführliche Antwort. Woher genau kommen die 20 beim Dreisatz?
Die Frage kann man pauschal so nicht beantworten. Wenn bei einer Lampe die angeschlossene Spannung nicht der Nennspannung entspricht, so hat die Lampe auch eine andere Leistung. Das Einzige, was sich bei einem Verbraucher in diesem Fall nicht ändert, ist sein Innenwiderstand.
Den Innenwiderstand eines Verbrauchers berechnest Du mit P = U²/R bzw. P = I²*R. Also ist R(Lampe) in Deiner Schaltung R = U²/P (Nennspannung, Nennleistung).
Zur Berechnung des Spannungsabfalls, benötigst Du also noch die Angabe der Nennspannung und -leistung. Dann könntest Du den jeweiligen Innenwiderstand ausrechnen, daraus resultiert dann ein Gesamtstrom X (in Deiner Schaltung jetzt mit 20 Volt rechnen), mit Hilfe dessen Du dann den fließenden Gesamtstrom berechnen kannst. Der Gesamtstrom ist hier gleich dem Teilstrom. Da Du den Innenwiderstand kennst, kannst Du über das ohmsche Gesetz bzw mit obiger Formel nun den Spannungsabfall am jeweiligen Verbraucher ermitteln.
Mit den Spannungen alleine kommst du nicht weiter.
Du mußt wissen, welchen Widerstand die Lampen haben. Der ist je nach Leistung unterschiedlich,
Erst dann kannst du errechnen, welche Spanung an jeder einzelnen Lampe anliegt.
Und wenn ich jetzt einen Widerstand von 60 Ohm habe und eine Leistung von 0,6 Watt habe, wie berechne ich das dann?
Aber was genau sagt die Zahl, die ich da rausbekomme, dann aus?
Habe ich doch geschrieben : wenn Du Nennspannung und Nennleistung kennst, kennst Du auch den Widerstand der Lampe. Beispiel : Nennspannnung 24 V, Nennleistung 6 W. Dann ist der Widerstand R=U²/P = 24²/6 = 96 Ohm
Dieser Wert ist nicht veränderbar. Der Wert für den Widerstand bleibt auch bei verminderter Spannung bestehen.
Aber ich möchte doch einfach nur wissen, wie viel Spannung bei der letzten Lampe noch übrig ist bzw. wie es sich verteilt.
Alle drei Lampen haben eine Stromstärke von 0,1 A und die ersten beiden Lampen haben ja 6 Volt und die dritte 12 Volt, deshalb verstehe ich jetzt nicht, warum ich den Widerstand ausrechnen muss...?
Das hängt von den Nennwerten der Verbraucher ab. Du kannst ohne diese Daten nicht vorhersagen, wie die Spannung sich aufteilt. Eines ist jedenfalls bekannt : an den beiden (baugleichen) Lämpchen mit 6 V, fällt jeweils dieselbe Spannung ab. Nur unter der Annahme, dass die 12 V - Lampe den doppelten Innenwiderstand hätte, könntest Du eine Aussage treffen.
Woher kommt der Wert 0,1 A ? Dieser Wert fehlt in Deiner Fragestellung ! Soll das der gegebene Gesamtstrom sein ?
Tut mir leid, ich dachte, das wäre nicht wichtig. Es steht hinter jeder Lampe:
L1= 6V 0,1A
L2= 6V 0,1A
L3= 12V 0,1A
Dann sieht die Sache schon anders aus. Dann würde ich auch von der prozentualen Verteilung ausgehen (2* 5V + 1*10 V). Da die Lampen alle denselben Nennstrom haben, verteilt sich die Spannung entsprechend im selben Verhältnis wie mit Nennwerten.
Ich vermute, dass es sich immer noch um die Anordnung wie in der letzten Frage dreht: Alle Lampen sind für einen Strom von 0,1A. Dann ist es tatsächlich so, dass sich die Spannung prozentual verteilt, weil der Widerstand ja ebenfalls Prozentual ist (R1=6V/0,1A, R2=12V/0,1A => R1 ist halb so groß wie R2) und du eine Reihenschaltung hast, also überall der gleiche Strom fließt.
Anders würde es aussehen, wenn die Lampen alle die Gleiche Watt-Angabe hätten... Dann wären die Ströme anders.
R = U/I 6 V: 0,1A=60 Ohm 12V: 0,1A=120 Ohm
Reihenschaltung: Rges=R1+R2+R3 60+60+120=240 Ohm
Dreisatz: 20 : 240=0,08333 0,08333 x 60 =~5V 0,08333x120=~10V