Grundsätzliches Verfahren: Widerstand so wählen, dass ein Strom I = 0?

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6 Antworten

In dem Bild ist aber von I2 = 0 die Rede, oben in der Frage ist von I die Rede, aber welcher I? Folglich gehe ich davon aus, es ist nur auf den Strom I2 bezogen.

So, nun überlegen wir mal wie es mit den Grundlagen der E-Technik bestellt ist.

Grundlage Nummer 1 lautet, Strom fließt nur, wenn ein Spannungsgefälle als treibende Kraft vorhanden ist.

Im Schaltbild gibt es zwei Spannungsquellen, links eine mit 10 Volt EMK, rechts eine mit nur 4 Volt EMK.

In jedem Zweig der Spannungsquelle gibt es einen Vorwiderstand, R1 und R2. Vom Schnittpunkt dieser zwei Vorwiderstände geht ein Rx zum gemeinsamen Minuspol der Spannungsquellen.

Dieser Rx ist der Dreh- und Angelpunkt weil dieser auf den Strom jeder Spannungsquelle einen Einfluss hat. Da aber der Fall untersucht werden sollte, was wäre zu tun, damit kein Strom I2 mehr fließt.

Erinnern wir uns an die Grundlage vom Stromfluss nochmals? Strom fließt nur, wenn ......

Tja was wenn ......?
Die Lösung liegt so nahe, wenn ich neben dir sitzen würde, könnte ich dich mit der Nase drauf stupsen ;-) Wenn am Schnitpunkt der drei Widerstände ein Spannungspotential von exakt 4 Volt ist, gibt es dann noch eine treibende Kraft für die 4 Volt Zelle? Na?

Rx muss also so gewählt werden, dass an seinem Oberen Punkt eine Spannung ansteht, die exakt der Spannung der rechten Zelle entspricht.
Dann kann die 4 V Zelle keinen Strom mehr liefern, weil es keine Spannungsdifferenz mehr gibt.

Unklar in der Aufgabenstellung ist, wie lange kein I2 fließen sollte. Denn wenn R1 und Rx die linke 10 V Zelle leer zieht, gibt es doch eine anfänglich kleine Spannungsdifferenz von U2 zu Urx, die umso größer wird, je leerer U1 wird.

Ich vermute deswegen stark, solche Aufgabe wurde extra gestellt um zu prüfen ob jemand gewisse Grundlagen verstanden hat. Spannungsdifferenz -in dem Fall als treibende Kraft für den Strom I2. 

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Kommentar von zodiamc
07.05.2016, 08:56

Also : Spannung Rx = Spannung Quelle rechts

In der linken Seite wäre das dann nach Kirchhoff 10V-4V-6V=0.

Somit U/R=I --> 6V/100Ohm = 0,06A

Ux/I = 66,6 Ohm für Rx.

Auf der rechten Seite, zur Kontrolle, wären dann ja die Spannungen 4V - 4V + 0V. 0V bedeutet bei U/R=I, dass am Widerstand 1k Ohm wegen 0/1000=0 kein Strom fließt.

Hab ich das soweit richtig verstanden? :)

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Du hast links und rechts eine Spannungsquelle. Dadurch hast du links vom 100Ohm 10 Volt anliegen und rechts von 1kOhm  4Volt.

Grundprinzip zur Lösung:

Denke dir eine Spannungsquelle kurzgeschlossen (z.B. die 10V-Spannungsquelle).
Dann hast du eine Parallelschaltung von 100Ohm und Rx. Diese ist in Reihe zu 100kOhm.
Dadurch lässt sich z.B. der rechnerische Strom in der Richtung bestimmen.
Diesen Vorgang mit der anderen Spannungsquelle wiederholen.
Das ist das Grundwissen, um die Aufgabe zu lösen.

Ein mögliche weitere Vorgehensweise:

Dann kannst du über Formel umstellen der ersten Schaltung den Strom, der rechnerisch gesehen in die eine Richtung durch 1kOhm fließt, berechnen. (In Abhängigkeit von Rx natürlich) und anschließend durch Umstellen der anderen Schaltung, den Strom, der in der anderen Richtung durch 1kOhm fließt, berechnen. (Auch in Abhängikeit von Rx)
Dann muss Strom(1kOhm) linksrum nur noch gleich Strom(1kOhm) rechtsrum sein und und dann kannst du Rx ausrechnen.

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Kommentar von zodiamc
06.05.2016, 17:25

Ok, hab jetzt bisschen herumgerechnet. Komme auf komische Werte wie minus 9, was im Prinzip nicht sein kann. Wärst du so nett, falls du Zeit hast, mir vielleicht einen Rechenweg anzugeben?

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R_ₓ = ∞ würde den Strom nicht zu Null setzen, sondern die Schaltung in einen einfachen Stromkreis verwandeln (nur außenrum). Da die linke Spannungsquelle eine höhere Spannung liefert, würde der Strom linksherum laufen und sollte sich auf 6V/1,1kΩ ≈ 5,5 mA belaufen, da dann die Widerstände in Reihe sind.
Damit I_2 =0 wird, muss die obere Seite der rechten Spannungsquelle mit dem 1kΩ-Widerstand oder dem oberen Verzweigungspunkt auf dem selben elektrischen Potential liegen.

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Kommentar von zodiamc
06.05.2016, 18:03

Habe bisschen herumgerechnet und komme auf kein richtiges Ergebnis. Könntest du einen Rechenweg liefern, falls du Zeit hast :) ?

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Es gibt eine einfache Antwort:

Wenn Rx  mit den 100Ohm einen Spannungsteiler für die 10V derart bildet, daß an Rx 4Volt entstehen, fließt kein Strom nach rechts.

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In der abgeglichen Widerstands-brücke fließt kein Strom. Siehe dir das Thema an.

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ANtwort haeb ich gelöscht, nachdem ich das bIld genau lesen konnte.

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