Physik-Stromkreis Aufgaben?

Hallo alle miteinander! Ich schreibe nächste Woche eine Physik Arbeit und mein Lehrer war letzte Stunde krank, somit konnte ich ihn nicht mehr nach 3 Aufgaben fragen, die ich nicht verstanden habe. Deswegen hoffe ich hier Hilfe zu bekommen.

Also:

Für eine Glühlampe (6V/0,50A) steht eine Spannungsquelle mit der konstanten Spannung Uq = 24V zur Verfügung. Berechne den Vorwiderstand Rv um den Betrieb der Lampe um 24V zu ermöglichen.

1. Für ein Fest wird eine Lampenkette aus mehreren in Reihe geschalteten Glühlampen aufgebaut. Wie viele Glühlampen muss man an das Netz (230V) anschließen, wenn jede Lampe 3,6V Betriebsspannung benötigt?

2. Eine Glühlampe (17,5ohm) und ein Widerstand (7,0ohm) werden in Reihe an eine Spannungsquelle (3,5V) angeschlossen. Wie groß ist die an der Lampe liegende Spannung?

Answer 1

[poseidon42]

1.)

I_Lampe = 0.5 A   und  U_Lampe = 6V

Schalten wir nun einen Vorwiderstand in Reihe zu der Lampe und es soll obiger Arbeitspunkt gehalten werden, so muss gelten:

U_quelle = U_Widerstand + U_Lampe    (Maschenregel)

Mit dem ohmschen Gesetz folgt für den Widerstand bei gegebener Stromstärke I_Lampe:

U_Widerstand = R*I_Lampe

(Indirekt wurde die kirchhoffsche Knotenregel verwendet: I_Lampe = I_Wider)

Umstellen der Gleichung für die Spannung liefert uns dann U_Widerstand:

U_Widerstand = U_quelle - U_Lampe

Setzen wir das nun in das ohmsche Gesetz ein, so erhalten wir:

U_quelle - U_Lampe = R*I_Lampe

Division durch den Strom I_Lampe auf beiden Seiten liefert uns dann den gesuchten Widerstand:

R = (U_quelle - U_Lampe)/I_Lampe

Als Zahlenwert erhalten wir:

R = (24V - 6V)/(0.5A) = 36 Ohm

2.)

N Glühlampen seien in Reihe geschaltet. Mithilffe der Maschenregel folgt:

N*U_Lampe = U_quelle

Damit folgt die Anzahl N zu:

N = U_quelle/U_Lampe

Der Zahlenwert beträgt dann:

N = (230V)/(3.6V) = 63.888...

also 63 Stück.

3.)

Benutze den Spannungsteiler für Widerstände welche in Reihe geschaltet sind, es folgt:

U_Lampe = U_quelle * (R_Lampe)/(R_Lampe + R_Widerstand)

Einsetzen liefert uns den Zahlenwert:

U_Lampe = 2.5 V

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Studium der Elektrotechnik (Energie, Automatisierung)

Comments

[thelittlebee]

Vielen vielen Dank für deine Antwort! Du hast mir sehr weiter geholfen :)