Antwort zu diesem Beispiel - Physik?
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3) Denk nochmal drüber nach. Das Lämpchen, das gemeint ist, muss eines sein, durch das der ganze Strom fließt, der aus der Batterie kommt. Nur dann wird auch der ganze Strom unterbrochen, wenn es durchbrennt.
4) Die Frage ist nicht ganz klar gestellt. Was mit "am hellsten" gemeint ist, kann man auf zwei verschiedene Arten verstehen: "von allen Lämpchen am hellsten" oder "von allen Schaltmöglichkeiten am hellsten". Die richtige Antwort ist aber so oder so die Gleiche.
Lämpchen 1 leuchtet dann von allen Lämpchen am hellsten, wenn der Strom sich auf die anderen Lämpchen so aufteilt, daß jedes einzelne möglichst wenig Strom abbekommt.
Lämpchen 1 leuchtet dann von allen Schaltmöglichkeiten am hellsten, wenn die Schalter so gestellt sind, daß möglichst viele Lämpchen parallel geschaltet sind, so daß sie zusammen möglichst wenig Widerstand haben.
Aufgabe 4)
Ich würde alle 3 Schalter schießen, da bei Parallelschaltung der Gesamtwiderstand kleiner als der kleinste Teilwiderstand ist. Es gilt schließlich:
I = U/R
und die Lampe leuchtet am hellsten, wenn der Strom am größten ist, sprich der Widerstand am kleinsten ist.
Ich sollte noch beweisen, dass der Gesamtwiderstand von 3 parallel geschalteten Widerständen kleiner ist als der von 2 parallel geschalteten Widerständen:
Über die Leitwerte G = 1/R ist der Beweis sehr kurz:
Gges = G1 + G2 bei 2 parallel geschalteten Widerständen R1 und R2
Gges = G1 + G2 + G3 bei 3 parallel geschalteten Widerständen R1, R2 und R3
Ein größerer Leitwert bedeutet einen kleineren Widerstand!!!
Natürlich kann man den Beweis auch mit Widerständen führen:
1/Rges = 1/R1 + 1/R2 bei Parallelschaltung von 2 Widerständen
Rges = 1/(1/R1 + 1/R2)
Bruch wird mit R1 * R2 erweitert:
Rges = R1 * R2/(R2 + R1)
Mit R = R1 = R2 folgt dann:
Rges = R²/2R = R/2
Rechnung mit 3 parallelen Widerständen R1, R2 und R3:
1/Res = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
Rges = 1/(1/R1 + 1/R2 +1/R3)
Bruch erweitern mit R1 * R2 * R3:
Rges = R1 * R2 * R3/(R2 * R3 + R1 * R3 + R1 * R2)
Mit R = R1 = R2 + R3 folgt:
Rges = R³/(3 * R²) = R/3
Und da R/3 < R/2 ist, fließt noch mehr Strom als bei 2 parallelen Widerständen.
Ach ja, die Lämpchen haben alle einen Widerstand, sprich: sind alle ein Widerstand!
Bei Antwort 3) kommt als Lösung allerdings Lampe 1 heraus, denn nur dann kann kein Strom fließen, da der Stromkreis nicht geschlossen ist.
Ist Lampe 4 kaputt, fließt der Strom munter durch Lampe 1 und Lampe 2.