Messen mit einem Messgerät...
Guten Abend, ich muss hier eine Aufgabe lösen, ich grübel schon seit einer stunde ich komme einfach nicht drauf. Könnt Ihr mir eventuell helfen ? Die Aufgabe lautet so:
Nr. 2
a) Begründen Sie, welche Spannungshöhe das Messgerät anzeigt, wenn Mike die Spannung an einer funktionsfähigen Glühlampe (Bild 1a) der defekten Lichterkette misst.
b) Welche Spannung würde das Messgerät anzeigen, wenn eine Glühlampe defekt ist und Mike die Spannung an der defekten Lampe der Lichterkette (Bild 1b) misst ?
c) Begründen Sie, warum das Messgerät diesen Spannungswert anzeigen muss.
Wäre echt super wenn ihr mir helfen könnt. Ich weis das bei einer Reihenschaltung der Strom immer gleich ist aber wie sieht das mit der Spannung aus ?
5 Antworten
Lassen wir mal den untechnischen Ausdruck "Birnen" weg, obwohl ich die Dinger gern esse ...
Im ersten Fall misst Mike (wer ist Mike?) 0 Volt (null) und im zweiten die volle Versorgungsspannung (falls nicht angegeben müsste man von 14 Volt mal 16 ausgehen, macht dann 224 Volt.
Warum?
Nun, in der Aufgabe ist vorgegeben, dass eine Glühlampe der Kette defekt ist. Somit fließt kein Strom. Wenn kein Strom fließt, fällt auch keine Spannung an einer funktionstüchtigen Lampe an. Hängt Mike (wer ist Mike?) nun das Voltmeter über die defekte Glühlampe, ist das quasi so, als würde er es direkt mit der Stromquelle verbinden, die funktionstüchtigen Lampen stellen zwar einen Vorwiderstwnd für das Messgerät dar, der jedoch vernachlässigt werden kann, da ein ideales Voltmeter einen unendlich großen Innenwiderstand besitzt.
Verflixt! Nun war ich schon auf dem Weg in die Ecke, um mich zu schämen, dabei ist meine Antwort doch völlig richtig!!!
Im Aufgabentext steht klar und deutlich: "wenn Mike (wer ist Mike?) die Spannung an einer funktionsfähigen Glühlampe (Bild 1a) der DEFEKTEN Lichterkette misst. Und diese Spannung ist null Volt!!! Es fließt doch verd ... noch mal gar kein Strom durch die Lampen, wo soll denn dann ein Spannungsabfall herkommen?
Bevor ich noch einmal voreilig ... werde ich mir künftig die Zeit nehmen , Fragen erneut zu lesen, das war nämlich schon zu lange her (bin alter Knochen - schlechtes Kurzzeitgedächtnis), um zu merken, dass ich ursprünglich die Frage nur genau gelesen hatte.
Der Lehrer hat vergessen, daß es zwei Arten von Defekt gibt:
a) Der Glühfaden ist unterbrochen. Es fließt kein Strom und man mißt die volle Spannung.
b) Die Lampe hat einen Kurzschluß. Dann mißt man 0 Volt, und die anderen Lampen brennen heller und gehen bald kaputt.
Kurzschlüsse sind fast ausgeschlossen!
Klar knallt oft die Sicherung durch wenn eine 230V Birne durchbrennt, das liegt aber daran dass sich im Moment des durchbrennens ein Lichtbogen bilden kann und der ist niederohmiger als der Faden. Ist der Strom aber ein mal unterbrochen, ist die Birne passiv und hochohmig.
Eine Lichterkette ist ein "unbelasteter Spannungsteiler". Der funktioniert nur wenn da ein Strom fließt.
Ist eine Birne kaputt, hat die unendlich viel Ohm. Das bedeutet dass hier die gesamte Spannung abfällt. Denn U=R*I und wenn R unendlich ist, ist ist I egal. Hängt man das Meßgerät an eine funktionierende Lampe, misst man 0V da ja alles an der kaputten abfällt. Es fließt gar kein Strom, also gibt es auch keinen Spannungsfall an den Birnen zu messen.
Hält man das Meßgerät an die Kaputte, überbrückt man die mit dem Innenwiderstand des Meßgerätes. Bei einem Digitalmultimeter hat man 20 bis 40 Megaohhm, also sehr viel im vergleich zu den Birnchen. Dann fällt nur FAST alles am Meßgerät ab, man mißt also fast die Eingangsspannung. Bei einem analogen Multimeter was richtig Strom zum messen bracut würde man recht deutlich weniger als die Eingangsspannung messen da immer noch ein kleiner Teil an den anderen Birnen abfäll weil hier ein deutlicher Strom fließt.
Hallo,
3 Watt geteilt durch 14 Volt = xxx Ampere – für NUR EINE Birne R-Widerstand = Volt durch Ampere
3W : 14V = 0,214 A 214 mA R = U : I = 14V : 0,214A = 6,54 Ohm x 16 Lampen = xxy Ohm gesamt R-ges. bestimmt den Strom ! Eine Lampe hat einen Innenwiderstand – wenn in Reihenschaltung – dann Widerstand einer Lampe mal 16
Reihenschaltung: Wenn die Spannung z.B. 16 Volt wäre, dann kannst du an jeder Lampe ca. 1 Volt weniger messen – bis auf Null – bei der letzten Lampe.
Der Strom wird durch den Gesamtwiderstand begrenzt. Die gemessene Spannung nimmt pro Lampe ab. Jetzt gehe ich davon aus, daß alle Lampen die gleichen Abmessungen haben und alle in Reihe geschaltet sind – also eine Lampe nach der anderen.
Kirchhoff´sches Gesetz - R1 + R2 + R3 …. R ges- Gesamt Reihen Widerstand
Durch R-Gesamt wird der Strom begrenzt – NICHT NUR durch eine einzige Lampe. Die angelegte Spannung bestimmt den Strom, da der Widerstand sich ja nicht verändern kann – Gesamt R.
Ich hoffe – das hilft weiter Herzliche Grüße
uups,bitte nicht vergessen dass eine Lampe defekt ist, also ein Isolator. Es fließt kein Strom also gibt es auch keinen Spannungsabfall. Aso an der defekten Lampe alle 224 V und an den anderen 0V
Überlege mal:
a) U=R * I und wie groß ist I bei der Lichterkette....
b) ein Messgerät hat einen sehr sehr großen Widerstand im Vergleich zu den Glühlampen. Also male das Schaltbild auf und schreibe die Widerstände ran.
Die Summe der Spannung in der Reihenschaltung ist Null.
Also eine Birne hat 14V / 3W. Die Lichterkette besteht aus 16 Birnen. Daraus schließt sich das der Gesamt Strom der Kette 0,22 A haben muss.
Und wenn eine defekt ist, dann ist ihr Widerstand wie groß?
und welcher Strom stellt sich dann ein?
Wieso sollte das Messgerät im ersten Fall (alle Glühlampen i.O.) 0V anzeigen? Das Messgerät wird den Spannungsabfall von Verbaucher E 12 anzeigen, welcher vom Widerstand der Glühlampe abhängig ist. In diesem Fall wird das Voltmeter also 14 Volt anzeigen.
Beim zweiten Fall (Glühlampe bei der gemessen wird ist defekt) bin ich mit deiner Antwort einverstanden.