Potential im elektrischen Stromkreis berechnen?
Hallo! Ich habe ein Problem beim Berechnen der Spannung in Schaltungen die aus verzweigten UND unverzweigten Stromkreisen bestehen. Ich kenne die Formeln wie z.B. R=U/I oder weiß auch wie man den Gesamtwiderstand berechnet und verstehe theoretisch auch was mit dem Potential gemeint ist. Aber wie kann ich das ausrechnen? Mein Lehrer sagt auch, dass man die Spannungen über die Verhältnisse berechnen kann aber das verstehe ich auch nicht so ganz. Kann mir vielleicht jemand weiterhelfen? Ich habe ein Beispiel für solch einen Stromkreis als Bild angehängt. Danke schon mal im Voraus!
4 Antworten
Du musst irgendwo den Nullpunkt des Potentials hinlegen. Am einfachsten geht das, wenn du das untere Potential der Batterie (LOW) erdest, dann hast du dort ein Potential von phi = 0V. Der rechte Anschluss (HIGH) hat dann ein Potential von phi = 100V. An Punkt Q hast du dann das Potential phi(Q). Dabei ist dieses auf 66,7V. Wie kommt man darauf? 100V-phi(Q) verhält sich zu phi(Q)-0V wie 30OHm zu 60OHm. also hast du über R6 eine Spannung von 30/90 * 100V = 33,3V und über R5 eine Spannung von 60/90 * 100V = 66,7V.
An Punkt P geht es ähnlich. phi(p)-0V = 30Ohm/(30Ohm+90Ohm+20Ohm) * 100V
und das gibt phi(p) = 21,43 V
Hast vollkommen recht. Vergiss mein Geschreibsel (war ohne Nachdenken).
Die Spannung an Punkt Q ist relativ einfach, da an R5+R6 die bekannte Spannung von 100 V liegen. Sie verteilt sich auf R5 und R6 entsprechend der Widerstandswerte. An R5 ist also die doppelte Spannung von R6, zusammen sind es 100V, sie verteilt sich 2/3 zu 1/3.
Für die Spannung an P bzw an R1 musst du erst die Spannung an R3 berechnen. Dafür brauchst du den Widerstand der Parallelschaltung von R3 und (R1+R2), der dann mit R4 verrechnet wird. Die Spannung an R3 verteilt sich dann auf R1 und R2.
Vielen Dank für die Antwort! :) Ich hoffe, dass ichs jetzt richtig verstanden und gerechnet habe.
Du brauchst ein Bezugspotential, berechnest von diesem aus die Spannung zu dem gesuchten Potential, machst eine Addition und hast das Ergebnis.
Einfach immer alle Ströme und Ersatzwiderstände berechnen, so lange bis deine Zeichnung voll ist mit Werten, dann werden schon die gesuchten dabei sein :-p
anke für die schnelle Antwort! :) ist dieses Bezugspotential die Spannung die von der Stromquelle aus kommt? Also in meinem Beispiel 100V?
Streng genommen nein. Vorgegeben ist nach meinem Verständnis nur eine Spannung, das Bezugspotential musst du selbst definieren.
Spannung ist nicht dasselbe wie Potential!
Das elektrische Potential ist eine Spannung, genauer, die Spannungsdifferenz eines Punktes zu einem beliebig festgelegten Nullpunkt.
Damit kannst du das Potential an einer Seite des Widerstandes ausrechnen, wenn es an der anderen Seite bekannt ist:
U2 = U1 + R * I (wobei das Vorzeichen von I zu beachten ist; positiv, wenn der Strom von der Stelle mit U2 zu der Stelle mit U1 fließt)
Über die Verhältnisse geht bei Serienschaltungen von Widerständen.
Wenn wir (in dieser Reihenfolge) haben:
U0 - R1 - U1 - R2 - U2
mit U0 = 0
Dann ist
U1 = U2 * R1 (R1 + R2)
Bzw.
(U2-U1) / R2 = (U1-U0) / R1 (dies gilt auch, wenn U0 ungleich 0 ist)
Übrigens nennt man eine Reihenschaltung von Widerständen deshalb auch Spannungsteiler.
Das elektrische Potential ist eine Spannung, genauer, die Spannungsdifferenz eines Punktes zu einem beliebig festgelegten Nullpunkt.
Ähm nein, eigentlich nicht. Eher so:
Die elektrische Spannung ist die Differenz des Potentials eines Punktes zum Potential eines beliebig festgelegten Nullpunktes
Ich konnte mit der Antwort leider nicht so viel anfangen. Aber trotzdem vielen Dank! :)
Die 21,43 V sind falsch. R3 (60 Ohm) darfst du nicht vernachlässigen. Der Strom durch R3 ergibt einen höheren Spannungsabfall an R4.
Der Gesamtwiderstand von R1,R2 und R3 ergibt (30+90)*60 /30+90+60= 40. An R3 sind also ebenfalls 66,7V, davon ein Viertel an R1, also 1/6 von 100V = 16,67V.