Physik: Wie verändert sich die Helligkeit, wenn eine Lampe kaputt geht?
Hallihallo!
Ich hab vier Lampen L1, L2, L3 und L4 Jetzt fällt L1 aus - welche Lampen werden heller und welche dunkler?
Bitte mit Erklärung :))
Dankeschön schonmal
Könnte sein, dass es so aussieht...bin mir aber nicht sicher :/
Hallo mir fehlen bei dem Schema die Anschlusspunkte ich seh nur einen Anschluss? Wo ist die Einspeisung genau Plus Minus?
Serie oder Parallel?
Ich habe keine Ahnung..Wir haben das im Unterricht nicht so genau durchgemacht..
Schaltung ist glaub ich:
L1 zu L2 & L3 zu L4 = Parallel
L1 zu L3 & L2 zu L4 = Serie
3 Antworten
Um die Aufgabe zu lösen, musst Du herausfinden, wie sich die Spannungen an den einzelnen Lampen ändern, wenn eine ausfällt. Dazu betrachtest Du die Lampen als Widerstände und benutzt die Spannungsteilerregel – einmal vor und einmal nach dem Ausfall der Lampe 1.
https://www.frustfrei-lernen.de/elektrotechnik/spannungsteiler.html
https://el-gor.at/E/show_content.php?Modul=GM&Seite=ET2a.php&Fach=ETAM&Gebiet=AM&Jahrgang=2&id=115
Vor dem Ausfall von Lampe 1 ist die Schaltung eine Serie zweier Parallelschaltungen. Ihren Gesamtwiderstand kann man so schreiben:
Rv = R12 + R34
= (R1 ∥ R2) + (R3 ∥ R4)
= 1/(1/R1+1/R2) + 1/(1/R3+1/R4)
Nach dem Ausfall von Lampe 1 ist der Gesamtwiderstand ein anderer:
Rn = R2 + R34
Rn = R2 + (R3 ∥ R4)
Rn = R2 + 1/(1/R3+1/R4)
Nun musst Du die Spannungsteileregel anwenden, um zu berechnen, welche Spannungen vor und nach dem Ausfall an den beiden Teilwiderständen der Serienschaltung liegen, also vorher an R12 und R34, und nachher an R2 und R34.
Tip: Weil die Lampen wohl alle gleich sein sollen, sind auch ihre Widerstandwerte gleich. Statt R1 R2 R3 R4 kannst Du R schreiben. Damit sehen dann auch R12 und R34 ziemlich einfach aus.
Dann kannst Du überlegen, wie die Lampen auf die jeweils geänderte Spannung reagieren.
(Der Buchstabe L ist in der Elektrotechnik für Induktivitäten (Spulen) reserviert. Glühlampen muss man, was ihr elektrisches Verhalten angeht, auch hier bei dieser Aufgabe, als Widerstände betrachten, und deren Symbol ist ein R. Genau genommen sind Glühlampen eine besondere Art Widerstand, nämlich sog. Kaltleiter, denn ihr Widerstandswert nimmt zu, wenn sie warm werden, aber das kann man bei dieser Aufgabe mal beiseite lassen.)
Das Verhältnis der Spannungen verändert sich aufgrund des Ausfall von R1. Vor dem Ausfall sind die Teilspanngen gleich, Danach ist aber die Spannung an R1 größer da hier der gesamte Widerstand wirksam wird, während durch die Parallelschaltung von R3/R4 nur ein halb so großer Widertand anfällt.
Die Spannung an R1 ist als größer als an R1/R2, die Lampe leuchtet heller.
Oder ist es so:
L1 = mehr Widerstand als zuvor -> weniger Elektronen
L2 = weniger Widerstand -> mehr Elektronen (da weniger durch L1 können "gehen" sie zu L2) -> heller
L3 & L4 = dunkler, da trotzdem insgesamt weniger Elektronen durchgehen
Konzentriere den Blick auf die Spannungen, die an den Lampen jeweils anliegen.
Das Verhältnis der Widerstände in der Serie bestimmt, wie sich die Spannung aufteilt.
Mir fehlt in der Skizze die Information darüber, wo denn überhaupt die Stromquelle (Plus- und Minuspol) sein soll. Und: ist deren Gesamtspannung tatsächlich konstant, auch unabhängig vom Gesamtwiderstand des Stromkreises ?
Ich weiß leider auch nicht viel mehr - nur das die Spannung U über L1 und L3 gehr...das was alles, was uns unser Ph-Lehrer angegeben hat..
Ich denke schon, dass wir hier von konstanter Spannung reden..ich bin in keiner Nawi-Klasse, wir machen alles ganz easy und oberflächlich
Geändert: Gut, dass Du noch eingezeichnet hast, wo der Strom, wenn er an dem Draht ganz links hineinfließt, dann auch wieder herauskommen soll.
Hoffe, du meinst das so, wie ich es in der zweiten Zeichnung eingezeichnet habe...ich kenne mich wie gesagt garnicht aus -
L2 wird heller, da an einem größerem Widerstand mehr Spannung abfällt.
die anderen beiden werden dunkler
Wieso genau werden denn L3 und L4 dunkler?
Also bzgl. L2 - stimmt es, dass - da sich ja die Spannung immer auf L1 und L2 aufteilt und nun nur mehr auf L2 Spannung liegt - die Spannung sozusagen größer wird?
Also vorher: 1 auf L1 und 1 auf L2
jetzt: 0 auf L1 und 2 auf L2
Nein, das passt so nicht mit der Erklärung. An L1 und L2 sind und bleiben immer die gleichen Spannungsbeträge. Ist ja eine Parallelschaltung. Nur ändert sich das Widerstandsverhältnis und dadurch auch die Aufteilung der Spannungen. Du musst das mit dem ohmschen Gesetz betrachten (Parallel/Reihenschaltung von Widerständen).
die spannung teilt sich nicht auf L1 und L2 auf, sondern der strom. die spannung an L1 und L2 ist die gleiche, da parallel. durch den ausfall von L2 verdoppelt sich der widerstand an der stelle und es fließt insgesamt weniger strom. ( wenn alle gleich groß sind 25% weniger)
durch den niedrigereren gesamtstrom werden L3 und L4 dunkler, da IxR.
Das heißt, auf L2 liegt jetzt insgesamt mehr Widerstand und auf L3 und L4 weniger?
Wieso aber leuchtet dann L2 mehr..ich dachte, wenn mehr Widerstand vorliegt, leuchtet die Lampe weniger