Widerstände im Stromkreis und deren Effekt?
Hallo,
Gerade beschäftige ich mich mit der Elektrotechnik und Stromkreisen, ein Thema, dass bei uns leider nie so wirklich gut besprochen wurde im Unterricht. Meine Frage bezieht sich zunächst vor allem auf Widerstände im Stromkreis bzw. auch die Kirchhoff‘schen Regeln.
Das erste Gesetz macht für mich noch relativ viel Sinn.
Das Problem liegt hier aber eher bei der zweiten Regel bzw. dem Effekt des Widerstands auf die vorherrschende Spannung und den Stromfluss. Betrachten wir zunächst mal einen einfachen Stromkreis mit einem Widerstand. Sollte dieser Widerstand dann nicht die Stromstärke im Nachhinein im Vergleich zu zuvor verringern und die Spannung aber trotzdem durchgehend gleich bleiben (so würde es für mich erstmals am logischsten klingen)? Laut der Kirchhoff‘schen Regel verändert sich aber doch die Spannung (umgangssprachlich sagen ja viele Elektrotechniker die Spannung fällt ab) in derartigen Stromkreisen und ist während dem Fluss im Widerstand anders, der Stromfluss bleibt aber gleich. Aber aufgrund des Erhaltungssatzes muss die dann im Endeffekt doch auf einmal wieder gleich groß sein.
—>Ich hab da glaub ich grundsätzlich was falsch verstanden und habe vor allem beim Vorstellen ein paar Schwierigkeiten (z.B. Wie sieht der Strom oder ebenfalls die Spannung kurz vor und dann nach dem Widerstand aus?)
Wäre nett wenn ihr mir da weiterhelfen könntet!
LG
3 Antworten
Fangen wir einfach mal mit einem eifnachen stromkreis an, also ohne verzweigungen. Hier kann der strom ja nur einen Weg nehmen. deswegen ist überall die stromstärke gleich groß.
Was das mit Strom und Spannung angeht: das ist so. Der Widerstand bremst quasi den Strom. Damit nimmt auch der Druck ab. also die Spannung
So bald strom fließt, ist also die Spannung hinter dem Widerstand geringer als davor. die gesamtspannung bleibt natürlich immer gleich.
Nehmen wir mal eine LED mit 3 Volt Flusspannung und 20 mA die an 5 Volt betrieben werden soll.
5 Volt minus 3 Volt, das sind 2 Volt, die der Widesrstand verheizen muss. Teilen wir sie durch 20 mA also 0,02 Ampere, kommen wir auf 100 Ohm die der Vorwiderstand haben muss.
Wenn jetzt mehr Strom fließen soll, z.B. einfach eine 2. LED parallel mit an die 1. angeschlossen wird, dann kommt auch weniger Spannung an der LED an, weil der Widerstand eben das tut was er soll, er bremst den Stromfluss!
Ohne LED im Stromkreis, also wenn kein Strom fließen kann, steigt die Spannung vom Ende des Widerstandes hin zum anderen Pol der Batterie auf die vollen 5 Volt an.
Das merkst Du vielleicht auch beim Gartenwässern, da steigt der Druck im Schlauch auch an, wenn du die Düse zu drehst, also kein Wasser mehr fließen kann.
Wenn ihr die Deckenlampe und den Wasserkocher in der Küche am gleichen Stromkreis hängen habt, dann kannst Du vielleicht sehen, dass das Licht in der Küche ein Wenig dunkler wird, wenn du den Wasserkocher an machst.
Das Kabel von der Sicherung bis zur Küche ist nämlich auch ein Widerstand, wenn auch ein eher kleiner.
danke für die Kritik, werde ich versuchen in zukunft zu beherzigen.
der widerstand sorgt dafür, dass der strom nicht ungebremst fließen kann, dawegen heißt er ja widerstand. probiers mal zuhause mit dem wasserhahn aus, mach mal im bad den hahn auf, und zieh die klospüluung. dann schreib mal, was du beobachten kannst.
lg, Anna
Sorry - aber was soll der Unsinn mit der Klospülung. Lies Dir doch Deine eigenen Worte/Sätze noch mal durch:
Zitat: "Wenn jetzt mehr Strom fließen soll, z.B. einfach eine 2. LED parallel mit an die 1. angeschlossen wird, dann kommt auch weniger Spannung an der LED an, weil der Widerstand eben das tut was er soll, er bremst den Stromfluss!
Ohne LED im Stromkreis, also wenn kein Strom fließen kann, steigt die Spannung vom Ende des Widerstandes hin zum anderen Pol der Batterie auf die vollen 5 Volt an."
(Ende Zitat)
"Wenn mehr Strom fließen soll.........er bremst den Stromflusss."
Ja - was denn nun?
Und dann: "also wenn kein Strom fließen kann" - also kein Strom trotz des Widerstandes, den Du erwähnst?
Ich fürchte, dass der Fragesteller das nicht alles nachvollziehen kann. Da hilft auch keine Klospülung oder andere Wasser-Analogien.
Vielleicht magst du deine Ausführungen an einem konkreten Beispiel erläutern?
Zum Beispiel bei einer Reihenschaltung aus drei Widerständen (z.B. 2 Ohm, 4 Ohm, 2 Ohm). Angenommen wir haben jetzt eine Spannungsquelle mit 8V (Gleichstrom). Insgesamt dann einen allgemeinen Stromfluss von 1A. Laut der Kirchhoff’schen Regel sollte der Stromfluss doch jetzt die ganze Zeit gleich bleiben, die Spannung an den einzelnen Widerständen hingegen verändert sich doch. Zum Beispiel beim ersten Widerstand gibt es einen Spannungsabfall von 2V und beim nächsten von 4V und dann wieder 2V. Warum kommt es hier dann aber genau zu einem „Abfall“ und warum verändert sich die Spannung aber nicht der Strom? Was versteht genau unter diesem „Spannungsabfall“?
Die Spannung an den einzelnen Widerständen "verändert" sich nicht, sondern die Gesamtspannung von 8V teilt sich auf - entsprechend der Widerstände nach dem Ohm`schen Gesetz. Man sagt dann, dass an den einzelnen Widerständen ein Spannungsabfall (im Vergleich zu den 8V) von 2V bzw. 4 V entsteht. Der Strom - und damit auch die Aufteilung der Teilspannungen - ändert sich erst, wenn man an den Widerstandswerten was verändert.
Ah ok danke. Hört sich jetzt blöd an, wie so ein kleines Kind was immer weiter fragt, aber warum passiert das? Bzw. warum bleibt der Stromfluss unverändert und die Spannung teilt sich auf?
Naja bleibt der Wert der Stromstärke dann nicht durchgehend bei 1A? Wenn ich an einen Widerstand im Stromkreis denke, habe ich zuvor immer gedacht, dass der Widerstand den Strom verringert (aufgrund des ohmschen Gesetzes). Ich hab da wahrscheinlich irgendwas falsch verstanden…
Wie kommst Du denn auf 1A? Da wird nichts "verringert". Eine Spannung ist ein Potential-Unterschied zwischen zwei Spannungs-Polen. Wenn es zwischen den beiden Spannungspolen eine leitende Verbindung gibt, wollen diese Unterschiede sich ausgleichen - und je nach Größe des elektrischen Widerstandes dieser Verbindung fließt ein Ausgleichsstrom - bei 8V und 1 Ohm wären das 8A und bei 1000 Ohm dann 8mA. Das ist alles. Bei Null Ohm (gibt es in Realität aber nicht) wäre es THEORETISCH (rechnerisch) ein unendlich großer Strom.
Wenn es erst einmal rein ums ohmsche Gesetz geht kannst Du dir das Ganze am Einfachsten mit Wasser vorstellen: Spannung ist der Druck, Strom der Durchfluß und Widerstand die Engstelle.
Reihenschaltung: Hast Du eine Leitung mit mehreren Engstellen und Du gibst da Druck drauf, fließt überall die gleiche Menge... muß auch so sein wenn nichts quer abfließt oder dazu kommt. Wie viel fließt hängt von den Engstellen (Einzelwiderständen) oder der Gesamtverengung (Gesamtwiderstand) ab. Während Wasser fließt reduziert auch jede Engstellen ein kleines Stück des Drucks (Spannungsabfall am Widerstand) bis dann nach dem letzten Widerstand der Druck weg ist weil es in den Abfluss (Minuspol) geht. Der Eingangsdruck (Versorgungsspannung) wird also auf der Strecke mit den Widerständen (Spannungsabfälle) vollständig abgebaut (Summe der Teilspannung ergibt die Gesamtspannung). Je mehr Widerstände in Reihe, desto höher also der Gesamtwiderstand und desto geringer der Strom.
Parallelschaltung: Der Druck ist überall gleich weil Du überall zwischen + und - misst, wo auch die Widerstände parallel hängen. Wie viel Strom fließt hängt vom Gesamtwiderstand der Schaltung ab. Schaltest jetzt weitere Widerstände parallel, haben diese auch wieder die gleiche Spannung weil sie gleichermaßen wieder zwischen + und - hängen. Aber: Jetzt gibt es, parallel zum vorhandenen Strompfad, noch weitere Pfade über die zusätzlich Strom fließen kann: Daher verringert sich in der Parallelschaltung der Gesamtwiderstand und der Strom steigt... bei gleicher Spannung.
Mfg
An den Fragesteller: Blickst Du jetzt durch, oder soll ich es noch mal systematisch erklären?
Sorry - aber eine doch etwas "komische" Ausdrucksweise. Wie kann denn die Spannung nach dem Widerstand "abnehmen? Spannung wird zwischen ZWEI Punkten definiert! Un die Formulierung im nächsten Absatz: -...."kommt weniger Spannung an". Sowas kann man zum Glück in Büchern nicht lesen. Tut mir leid, dass ich das so kritisieren muss - aber dem Verständnis dient das nicht.