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3 Antworten

 1.

Uges = 230V = 16 ∙ U   →   U ≈ 14V

Die zweite Teilaufgabe kann nicht eindeutig beantwortet werden, weil allein die gegebenen Spannungen (14V, 23V) der Kerzen nicht ausreichen. Es kann nicht beurteilt werden, wie groß die Stromstärke einer einzelnen Kerze ist. Die Stromstärke ist bei Reihenschaltung konstant (an jeder Stelle des Stromkreises gleichgroß). Ersetzt man eine Kerze, deren Stromstärke wesentlich kleiner ist als die der anderen Kerzen, so brennt sie augenblicklich durch, egal, ob es sich um eine 14V- oder 23V-Kerze handelt. Ist die Stromstärke der Ersatzkerze genau die gleiche wie die der anderen, dann kommt es zu einem geringen Helligkeitsunterschied aller Kerzen. Ist dieStromstärke der Ersatzkerze größer als die der anderen, dann leuchte sie weniger hell als die anderen. Bei solchen Aufgaben ist es notwendig bzw. zweckmäßig, neben der Spannung auch die Leistung einer Kerze anzugeben, z.B.: 14V, 2,5W  oder 23V, 4W. (Damit lässt sich die Stromstärke leicht berechnen.) In beiden Fällen ist dann die Gesamtleistung dieser Lichterketten  P = 40W.

LG

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1) Angenommen die Lichterkette läuft mit 230V, so wird die Spannung gleichmäßig auf alle in Reihe geschalteten Widerstände aufgeteilt. Du musst also Ubirne = Uges / n rechnen, n ist die Anzahl an Birnen (die wir hier als Widerstände annehmen). 

Eine Birne, die für 14V ausgelegt ist würde in einer Kette für 23V-Birnen eine zu hohe Spannung erhalten, es würde ein zu hoher Strom fließen (da Strom direkt proportional zur angelegten Spannung ist). Der hohe Strom würde den Glühfaden in der Birne durchbrennen lassen. 

Umgekehrt stellt eine 23V Birne in einer 14V Lichterkette einen zu niedrigen Widerstand dar, die Birne würde nicht oder nur schwach leuchten, die überschüssige Spannung verteilt sich auf die anderen Birnen in der Kette.

2) Angenommen der Rechner stellt einen Ohmschen Widerstand dar: Am Vorwiderstand muss eine Spannung abfallen, damit am Rechner nur die gewünschten 3V anliegen. Es müssen 6V am Vorwiderstand abfallen. Durch den Stromkreis sollen 10mA fließen. R = U/I U ist die Spannung an R (also 6V), I ist der Strom durch den Widerstand (und da es eine Reihenschaltung ist, ist der Strom überall im Stromkreis gleich). 

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Bei einer Reihenschaltung fließt überall der gleiche Strom: I = I1 = I2 Die Spannungen addieren sich: U = U1+U2 Wegen R = U/I dividiere ich durch I: R = R1+R2 Aus den letzten Gleichungen folgt: R1:R2 = U1:U2

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