Strom bei Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen?
Sksksksksk And I oop,
Habe eine kurze dem Strom betreffend bei folgender Schaltung
Wir haben gegen U0 = 27 V, R1 = 200 Ω, R2 = 100 Ω, R3 = 450 Ω, R4 = 360 Ω, R5 = 300 Ω. Gesucht sind U1.... U5, I1... I5
Da die Leitung mit R1 und die Leitung mit R2, R34 und R5 parallel geschaltet sind, ist die Gesamtspannung
R_ges = 200 Ω (100 Ω + 200 Ω + 300 Ω)/ 200 Ω + 100 Ω + 200 Ω + 300 Ω = 150 Ω
Jetzt steht in der Musterlösung.
Masche M1 U1 = U0 = 27 V
Warum ist U0 denn das gleiche wie U1. U0 ist doch gar keine Leitung. Die Spannung kann doch nur U1 sein, oder? Auf jeden Fall folgert man dann
=> I1 = U1/R1 = 27 V / 200 Ω = 0,135 A
Jetzt steht als nächster Punkt
U0 = Rges * Iges => Iges = U0/Rges = 27 V/150 Ω = 0,18 A
Wieso dürfen wir jetzt U0, also U1 gleich Rges * Iges setzen. Da fließt doch nicht die gesamte Spannung, sondern nur U1.
Danach steht in der Lösung
Knoten K2 und K3 = I2 = I34 = I5
Wieso gilt das? Zwischen I2 und I34 sowie I5 sind doch die Widerstände R3 und R4 geschaltet. Da kann doch der Strom nie im Nachleben das Gleiche sein, or?
Der weitere Lösungsverlauf gestaltet sich als nicht weiter kompliziert.
Knoten K1: I_ges = I1 + I2 => I2 = I_ges - 1
I_2 = I_ges - I1 = 0,18 A - 0,135 A = 0,045 A
U2 = R2 * I2 = 100 Ω * 0,045 A = 4,5 V
U5 = R5 * I5 = 300 Ω * 0,045 A = 13,5 V
Jetzt kommt wieder was, was ich nicht verstehe
Masche M2: 0 = I2 R2 + I3 R3 + I5 R5 - I1R1
Warum ist hier der Maschenumlauf gleich null. Und warum wird I3 R3 genommen, aber nicht I3 R4. Die beiden können ja nicht gleich sein, weil ja völlig unterschiedliche Widerstände herrschen. Warm wird I4 R4 nicht in die Masche mitaufgenommen. Der Strom fließt ja auch dadurch.
Die restliche Lösung.
<=> I3 R3 = I1 R1 - I2 R2 - I5 R5 <=> U3 = U1 - U2 * U5
=> U3 = 27 V - 4,5 V - 13,5 V = 9 V
R3 || R4 = U3 = U4 => I4 = U4/R4 = 9V/360 Ω = 0, 025 A
I3 = U3/R3 = 9 V /450 Ω = 0,02 A
U1 = 27 V, U2 = 4,5 V, U3 = 9 V, U4 = 9 V; U5 = 13,5
I1 = 0,135 A; I2 = 0, 045 A; I3 = 0,02 A; I4 = 0,025 A; I5 = 0,045 A
Das kann ich alles nachvollziehen. Nur die fettmarkierten Teile bereiten mir bisschen Nervenflattern. Kann da jemand kurz weiterhelfen?
Mit freundlichem Abstand,
3 Antworten
Warum ist U0 denn das gleiche wie U1.
U0 liegt zwischen den beiden Klemmen an. Und da R1 an den beiden Klemmen angeschlossen ist, fällt über ihm die gleiche Spannung ab. Parallelschaltung halt.
U0 ist doch gar keine Leitung.
U0 ist eine Spannung. Wäre da eine Leitung vorhanden, würde die Spannungsquelle kurzgeschlossen werden.
U0 = Rges * Iges => Iges = U0/Rges = 27 V/150 Ω = 0,18 A
Wieso dürfen wir jetzt U0, also U1 gleich Rges * Iges setzen.
Ohmsches Gesetz: U = I * R. Gesamtspannung = Gesamtstrom * Gesamtwiderstand.
Da fließt doch nicht die gesamte Spannung, sondern nur U1.
Spannung fließt nicht, Spannung liegt an. Und U1 ist ja auch die Gesamtspannung. Siehe oben.
Knoten K2 und K3 = I2 = I34 = I5
Wieso gilt das?
Schau Dir die Kirchhoffsche Knotenregel an. Das was rein fließt (Strom I2) muss auch rauskommen (I5). Únd wenn sich ein Strom aufteilt (hier in die Teilströme I3 und I4), so ist die Summe der Teilströme gleich dem Gesamtstrom.
Zwischen I2 und I34 sowie I5 sind doch die Widerstände R3 und R4 geschaltet. Da kann doch der Strom nie im Nachleben das Gleiche sein, or?
Oh, ich sehe da ganz große Verständnisprobleme.
https://www.gut-erklaert.de/physik/grundlagen-eletrotechnik.html
https://www.youtube.com/watch?v=xklPZ1tzNTc
Jetzt kommt wieder was, was ich nicht verstehe
Masche M2: 0 = I2 R2 + I3 R3 + I5 R5 - I1R1
Warum ist hier der Maschenumlauf gleich null.
Die Summe aller Spannungen im Maschenumlauf ist Null,. Siehe Kirchhoff.
Und warum wird I3 R3 genommen, aber nicht I3 R4. Die beiden können ja nicht gleich sein, weil ja völlig unterschiedliche Widerstände herrschen.
Es sind unterschiedliche Widerstände, durch die unterschiedliche Ströme fließen. Und gemäß Ohmschen Gesetz ist das Produkt aus Stromstärke und Widerstand die Spannung. Da isses egal, ob Du I3R3 oder I4R4 nimmst. Es ist die gleiche Spannung (siehe oben).
Danke.
Ok, ich seh schwarz für die Hardware-Klausur am Montag. Aber dank dir weiß ich jetzt, wo meine Lücken sind :)
Noch einen schönen Tag und danke für die Hilfe.
Vielleicht reicht es ja, wenn icj dir bei der Lösungsfindung sage warum U1 gleich U0 ist. U0 ist die Gesamtspannung. Und die Gesamt spannung ist parallel zu U1 und zu (U2 + U5 + U3||U4). In einer Parallenschaltung sind alle Spannungen gleich. In einer Reihenschaltung alle Ströme. Der Trck ist sich die Schaltung aufzuteilen. U3 und U4 sind parallel. Fast man die briden zusammen, kann man daraus eine Reihenschaltung mit U2 und U5 machen.
ok danke dir. Dass U0 der Gesamtstrom war, wusste ich nicht. Das erklärt einiges. Danke
Warum ist U0 denn das gleiche wie U1. U0 ist doch gar keine Leitung. Die Spannung kann doch nur U1 sein, oder? Auf jeden Fall folgert man dann
=> I1 = U1/R1 = 27 V / 200 Ω = 0,135 A
Das ist schon richtig. U0 ist die Spannung der Quelle (einer Battrie, eines Netzteils ). Da R1 parallel zu Quelle liegt, ist die Spannung über diesem Widerstand gleich der Spannung der Quelle.
Wieso dürfen wir jetzt U0, also U1 gleich Rges * Iges setzen. Da fließt doch nicht die gesamte Spannung, sondern nur U1.
Spannung fließt nicht, sie liegt an! U1 gleich Rges * Iges ist richtig aber nicht die Spannung ergibt sich aus Widerstand (Rges) und Strom (Igse) sondern umgekehrt,
Iges = U0 / Rges , da U0 = U1 ist , das ist der gleiche Punkt, wo die anliegt, kann man eben auch U1 benutzen. Der Strom durch R1 darf hier aber nicht beachtet werden, der hat mit den Spannungen U2, U5 und U3,4 nichts zu tun.
Deine weiteren Rechnungen habe ich nicht überprüft!
Wo genau liegt U1 an? Vor dem widerstand R1? Nach dem Widerstand R1?
Zu Hause wirst du an jeder Steckdose die gleiche Spannung messen können.
Da R1 parallel "zur Steckdose (der Quelle)" liegt, ist es doch gleichgültig, wo man die Spannung misst.
U0 , U1 ... sind doch nur Bezeichnungen. Man hätte für U0 auch Uq nehmen könne.
Danke für die Antwort, guentherlat.
Ist U0 die Gesamtspannung? Weil die wird ja mit dem Gesamtwiderstand und Gesamtstrom verrechnet. Wieso dann ausgerechnet U0? Genauso gut könnte man sagen U2 = Rges * Iges.
Wo genau liegt U1 an? Vor dem widerstand R1? Nach dem Widerstand R1? Weil das würde ja einen Untrschied machen, welche SPannung anliegt. Wieso darf der Strom durch R1 nicht beachtet werden, wenn dort doch auch die Spannung anliegt, er also wichtig für die Spannung ist.