Stromkreis kurzschließen?
Wenn man einen Stromkreis kurzschließt bedeutet das, dass man einen so geringen Widerstand einbaut dass man diesen und damit auch die Spannung daran vernachlässigen kann. Dieser Widerstand wird in der Praxis um ein Vielfaches kleiner als der Innenwiderstand oder die Schleifenimpedanz sein. Da dieser Widerstand in Reihe geschaltet ist handelt es sich um einen Spannungsteiler. Was ich nicht verstehe ist warum liegt an den Polen eine Spannung von null Volt auch dann an wenn man an den Innenwiderstand fasst? Irgendwie glaube ich dass sich hier auch noch ein Stromteiler versteckt aber wie stelle ich den richtig dar?
5 Antworten
> wenn man an den Innenwiderstand fasst?
Da liegt der Denkfehler - Du kannst Dein Voltmeter nicht an den Innenwiderstand anschließen.
Es gibt eine reale Spannungsquelle. Derer Ersatzschaubild ist eine Serienschaltung aus idealer Spannungsquelle und Innenwiderstand. Du kannst den Spannungsabfall am Innenwiderstand berechnen, aber nicht messen.
Messen kannst Du nur die Summe der Spannungen an Spannungsquelle (+ 12,00V) und Innenwiderstand (-11,99V), und die ist im Kurzschlussfall eben nahe 0 V.
Das haben andere schon erklärt. Hier zum Beispiel:
https://de.wikipedia.org/wiki/Ersatzschaltbild
Gleich das erste Bild ist Deine Spannungsquelle.
Ausführliche Beschreibung hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsquelle#Ideale_und_reale_Spannungsquellen
Und für Leute, die besser gucken als lesen können:
Du kannst an zwei seriellen Widerständen im Stromkreis die Spannung separat messen.
Demnach ist der Innenwiderstand allen anderen Widerständen gegenüber parallel geschaltet. Ich verstehe dann aber nicht warum man ihn als Reihenwiderstand darstellt und wie man das theoretisch korrekt erklärt.
> an zwei seriellen Widerständen im Stromkreis die Spannung separat messen.
Nicht, wenn die zwei in einem Gehäuse unzugänglich eingeschlossen sind.
An den Innenwiderstand kommst Du eben nicht ran, von außen zugänglich ist nur die Reihenschaltung aus idealer Spannungsquelle plus Innenwiderstand.
> Innenwiderstand allen anderen Widerständen gegenüber parallel geschaltet.
Nein. Die (Reihenschaltung aus idealer Spannungsquelle plus Innenwiderstand) ist, wenn Du es so ausdrücken willst, dem äußeren Stromkreis parallel geschaltet.
Ist aber eine ungewöhnliche Ausdrucksweise zu sagen, die Batterie und die Lampe seien parallel geschaltet.
Ansonsten vertiefe Dich bitte in den Wikipedia-Artikel zur Spannungsquelle, wenn Du Fragen hast. Probleme der Art "ich habe das ganze Konzept nicht verstanden" lassen sich hier in der Regel nicht lösen.
Ob die ungewöhnlich ist spielt doch keine Rolle. Ob es richtig ist oder nicht das ist die Frage!
Zunächst ist der Innenwiderstand von Stromquellen oft so winzig, dass er kaum noch messbar ist, wie z.B. an der Steckdose am öffentlichen Versorgungsnetz. Aber auch ein deutlicher Innenwiderstand führt beim Kurzschluss zwar zu einer Strombegrenzung (Die Stromstärke wäre sonst rechnerisch unendlich!), aber keinesfalls zu einer messbaren Spannung an den Anschlussklemmen:
Beim idealen Kurzschluss, also mit absolut null Außenwiderstand, geht die Spannung auf null zurück. Damit dürfte eigentlich gar kein Strom fließen. Das ist ein interessantes Paradoxon!
Das Spannungsmessgerät liegt an den beiden Anschlussklemmen der Stromquelle. Ohne Kurzschluss, bei mäßigem Stromfluss, wird hier der Innenwiderstand wirksam zum Spannungsabfall, aber nicht beim Kurzschluss: Da gibt es ja eine widerstandslose Verbindung zwischen den Anschlussstellen, und damit kann da keine Spannung auftreten. Der Innenwiderstand liegt da "aus Sicht des Messgerätes" parallel und wird völlig umgangen.
Beim realen Kurzschluss ist der Außenwiderstand natürlich immer etwas größer null. Deshalb tritt da ganz kurzfristig eine winzige Spannung auf. Die ist aber praktisch nicht messbar, weil sie erstens ganz nahe null ist, und weil sie zweitens so kurzfristig ist, dass darauf kein Messinstrument reagieren kann. Der Kurzschluss endet ja ganz schnell mit der Zerstörung des Leiters bzw. dem Auslösen einer "Sollbruchstelle" als Leitungsschutz-Sicherung.
Widerstand eines Stromkreises (Schleifenimpedanz) und Spannung im Kurzschlussfall sind sehr wohl messbar! Sie hängen vom elektrischen Widerstand der Reihenwiderstände und dem elektrischen Strom ab. Desto höher der Innenwiderstand einer Spannungsquelle ist desto kleiner wird die KurzschlusSspannung da ja der Strom sinkt. Alle Widerstände liegen in Reihe.
Ich ging aber hier von einem nahezu idealen Kurzschluss aus, z.B. mit einem kurzen, dicken Kupferleiter. An dem kannst Du doch keinen Widerstand messen! An dem wird auch keine messbare Spannung aufgebaut.
"Ich ging aber hier von einem nahezu idealen Kurzschluss aus, z.B. mit einem kurzen, dicken Kupferleiter. An dem kannst Du doch keinen Widerstand messen! An dem wird auch keine messbare Spannung aufgebaut.".
Nahezu bedeutet aber eben nicht null. Hier hängt die Spannung nach wie vor vom Gesamtstrom und vom Spannungsteiler ab!
Merke: Bei der Parallelschaltung ist der Gesamtwiderstand immer kleiner als der kleinste Einzelwiderstand, oder eben null. Kleiner als null geht ja nicht.
Null wäre er nur bei einem Supraleiter als Kurzschluss an einem endlich Widerstand als Ri. Was würde eigentlich passieren wenn man zwei Supralieter benutzt?
ich glaube wir reden hier ein wenig an einander vorbei...
die vorstellung die ich von der ganzen mimik hatte, war eine einfache parallelschaltung von spannungsquelle "kurzschluss" und verbraucher.
weil der strom es einfach hat, durch den kurzschluss zu fließen, fließt eben (fast) keiner durch den verbraucher.
lg, Anna
Ja, so ist es. Aber es geht nicht um den Verbraucher da es keinen Verbraucher gibt.
Der Kurzschluss-Leiter liegt nicht in Reihe, sondern parallel zum Verbraucher. Da findest du dann auch deinen Spannungsteiler. Der Kurzschluss-Leiter hat einen sehr kleinen Widerstand, so dass auch nur eine sehr kleine Spannung abfällt und die Stromstärke entsprechend hoch ist.
Wenn er parallel liegt ist es ein Stromteiler, kein Spannungsteiler. Der Kurzschlussleiter liegt nicht parallel zum Verbraucher da es keinen Verbraucher gibt.
das mit den 0 volt ist ein irrglaube...
die spannung ist NAHE null, aber nicht 0
lg, Anna
Ja, genau. Das war aber auch nicht meine Frage Anna. Mir geht es darum welche Spannung an einem parallel geschalteten Widerstand anliegt und wie man das darstellt. Ich weiß das ist kompliziert.
wie ich schon schrieb, die spannung ist nicht null...
daraus folgt, dass es einen Widerstand gibt.
nehmen wir mal an, der Widerstand ist an ein drahtstück 1,5 mm² CU von 10 cm parallel angeschlossen.
sagen wir einfach mal es sind 10 Ohm
dann haben wir eine parallelschaltung von zwei Widerständen 10 Ohm und 0,0012 Ohm...
alles klar?
lg, Anna
Wenn bei parallel geschalteten Widerständen ein Widerstand bei null ist, dann ist der gesamte Widerstand null:
Stelle Dir vor, Du staust einen Fluss auf Berggipfelhöhe auf. Nach Abriss der Staumauer spielt der Wasserfluss-Widerstand über die Berge keine Rolle mehr, da fließt ja gar kein Wasser mehr hoch. Es zählt dann nur noch der restliche Widerstand des Talflusses.
Für die Parallelschaltung von Widerständen gilt dementsprechend: Gesamtwiderstand Rges = 1 durch (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ........). Wenn nun einer der Widerstände gleich null ist, ist der Gesamtwiderstand gleich null.
Ja, das weiß ich. Es geht hier aber um eine Reihenschaltung! Daher auch das Problem. Ansonsten wäre es ja einfach! :)
Die Reihenschaltung des Innenwiderstandes mit dem Außenwiderstand bewirkt zwar eine Begrenzung des Kurzschluss-Stromes. Aber bei einem nahezu idealen Kurzschluss mit einem kurzen, dicken Kupferdraht hast Du die gleiche Wirkung wie bei einem Supraleiter (Auch der ist nicht völlig widerstandslos!). Der Außenwiderstand liegt in der Größenordnung von von zig Millionstel des Innenwiderstandes. Für die Spannungsmessung zählt daher praktisch nur der ganz winzige Außenwiderstand. Und an einem so winzigen Widerstand entsteht kein messbarer Spannungsabfall.
Welch ein Unsinn! Das praktische Problem des Fragestellers ist hier doch das Theorie-Verständnis für die Berufsschule!!! Und das ist nicht für jeden Schüler unbedingt langweilig!
Auch wenn ich am Innenwiderstand messe? Es müsste ja auch möglich sein am Innenwiderstand zu messen, oder?
Im Zweifelsfall: Du hast natürlich vollumfänglich recht... das spart kilometerweise Nachgekartelei. Zum Zeitpunkt meiner Antwort ging hier nicht hervor, worauf die Frage basiert. Sollte es mittlerweile klarer sein bzw. bekannt, das es um die Berufsschule geht, ist es für mich OK. Mittlerweile kommen halt immer wieder Fragen, die aus irgend einem lustigen Gedanken heraus entstanden sind "was wäre wenn" und für sowas werde ich bestimmt nicht groß recherchieren. So wie ich das sehe, wurden hier, nach meiner Antwort, genügend andere Antworten mit Formeln & Co. gegeben, so daß die Frage damit für den Fragesteller, insofern er das nachvollziehen konnte, beantwortet sein dürfte.
Ich habe verstanden. Ich stimme Dir voll zu, dass sich für die lästigen Fragen in der Art "Was wäre, wenn ..... der Mond auf die Erde fallen würde...", "...der liebe Gott den Teufel zur Raison brächte" oder "das Universum eine Glaskugel wäre", hier eine kategorische, abwertende Bezeichnung durchsetzen sollte. Ich bezweifle, dass es das Wort "loll" hinreichend trifft.
Verstehe ich nicht. Warum nicht? Wir reden ja von einem realen Kurzschluss, also nicht von einem idealen mit 0 Ω, sondern von einem nahe dieser Werte. Ich verstehe nicht warum sich Innenwiderstand und Verbraucher so verhalten als wären sie parallel geschaltet wenn sie doch in Reihe geschaltet sind!
".... warum sich Innenwiderstand und Verbraucher so verhalten als wären sie parallel geschaltet wenn sie doch in Reihe geschaltet sind!"
Ganau da liegt der Hund begraben! Die "verhalten sich nicht, als wären sie ...", die sind es doch! Innenwiderstand und "Verbraucher" liegen tatsächlich beide parallel zum Spannungsmessgerät! Nur zueinander liegen die beiden Widerstände in Reihe. Zeichne Dir einmal die Schaltung auf, dann wirst Du die Parallelschaltung der beiden Widerstände zum Messinstrument endecken! Nur ein Strommessgerät würde in Reihe liegen zu Innenwiderstand und Außenwiderstand.
Wenn also der Außenwiderstand gegen null geht, geht auch der Gesamtwiderstand zwischen den beiden Messpunkten, d.h. zwischen den beiden Anschlussklemmen der Stromquelle, gegen null. Dessen ungeachtet ist beim Kurzschluss der Innenwiderstand ohnehin zig millionenfach größer als der Außenwiderstand. Der ist deshalb hinsichtlich der Spannungsmessung praktisch als unendlich zu betrachten.
Außerdem haben wir beim Kurzschluss auch gar keinen Verbraucher. Die kurze Kurzschlussleitung kannst Du wie einen Supraleiter betrachten!
Wir reden nicht vom Spannungsmessgerät sondern von Innenwiderstand und Verbraucher! Mit Verbraucher meine ich jede Art von Anschluss an der Quelle.
Es geht um die Spannung an den Anschlussquellen der Stromquelle.
Das verstehe ich jetzt garnicht mehr. Erkläre mir das bitte mal etwas genauer.