Warum bleibt bei einem größeren Widerstand mehr Spannung übrig?
Wenn ich beispielsweise einen unbelasteten Spannungsteiler mit R1=5 Ohm habe und R2=10 Ohm bei einer Spannung von 9V, habe ich nach dem R1 3V zur Verfügung und nach dem R2 6V.
Warum ist das so? Ich dachte mir immer je größer ein Widerstand ist, desto stärker blockiert er die Spannung.
8 Antworten
Ich glaube du hast das Ohmsche Gesetz noch nicht wirklich durchschaut ;)
U = R * I
Ist nur die halbe Wahrheit. Es muss immer beachtet werden, dass U, R und I nicht irgendwelche Spannungen oder Ströme sind sondern dass:
U ... die Spannung AN den zwei Polen des Widerstandes
I ... der Strom DURCH diesen Widerstand
R ...DER Widerstand auf den sich U und I beziehen ist.
Deshalb ist es logisch: Wird R größer dann wird folglich auch U größer, sofern I nicht schneller kleiner wird als R größer wird.
Wie es sich mit Strom und den Spannungen in so einem Fall verhält, kann man sich am Besten mit folgendem Beispiel klar machen:+
Wenn man einen Widerstandsdraht von 15 Ohm hat (Draht deshalb, damit man auch zwischen den Enden messen kann), dann fließt bei Uo=9 Volt ein Strom von I=Uo/R=9/15=0,6A.
Dabei existiert im Innern des Drahtes ein elektrisches Feld, welches die Elektronen antreibt (von plus nach minus) und so den Strom I bildet. Das Feld ist von der Länge des Drahtes abhängig und ist E=Uo/L (in Volt/meter).
Wenn man nun die Spannung misst zwischen Anfang und "Abgriff"(wie beim Potentiometer) bei z.B. L/3, dann ist die Spannung dazwischen auch nur U1=(L/3)*E=(L/3)*Uo/L=Uo/3=3Volt. Für den Rest des Drahtes mit (2/3)L gibt es dann eben die Teilspannung (2/3)Uo=6Volt.
Diese beiden Teile des Drahtes kann man als die Reihenschaltung von zwei Teilwiderständen
R1=U1/I=3V/0,6A=5 Ohm bzw. R2=6V/0,6A=10 Ohm auffassen.
Damit ist klar, dass sich in so einer Schaltung die Spannung Uo aufteilt - prop. zu den Widerstandswerten und der Strom durch R1 und R2 der gleiche ist.
Eine Spannung kann nicht blockiert werden. Der Strom wird 'blockiert', und zwar im gesamten Stromkreis, weshalb er an jeder Stelle gleich ist. Und da U = R*I ist, fällt am größeren Widerstand die höhere Spannung ab.
Es bleibt keine Spannung übrig. Der Spannungsabfall ist beim größeren Widerstand in einer Reihenschaltung höher als beim niedrigeren Widerstand.
5Ω+10Ω=15Ω
9V/15Ω=0,6A
Da der Stom einer Reihenschaltung überall gleich groß ist, muss an unterschiedlich großen Widerständen eine unterschiedlich große Spannung abfallen.
U=R×I
10Ω×0,6A=6V
5Ω×0,6A=3V
Die Spannung wird immer zwischen zwei Punkten gemessen, bei Deinem Beispiel jeweils zwischen beiden Enden eines Widerstands. Bei dem größeren Widerstand entsteht dann eben ein größeres Spannungsgefälle.