Waum ist eine Glühbirne bei 4,5V heller als bei 3V?
Hallo, habe in Physik zu beantworten, warum eine Glühbirne bei 4,5V viel heller brennt als bei 3V. 😊 wir sind beim Thema der elektrischen Spannung etc Danke euc.
4 Antworten
Die elektrische Spannung ist Teil einer Abhängigkeit.
Das bedeutet es gibt 3 Werte die sich gegenseitig beinflussen können:
Diese Teile sind: Spannung, Strom und Widerstand.
Bezogen auf dein Beispiel sind also erstmal nur der elektrische Widerstand der Glühbirne sowie die angelegte Spannung von Bedeutung. - Der Strom, der den Draht in der Lampe zum leuchten bringt kann somit berechnet werden.
Kurz noch eine einfache Erklärung für den Strom:
einzelne Elektronen die durch den Draht wandern, je mehr Strom = mehr Teilchen => Mehr reibung => Hitze/Licht.
Die Berechnung erfolgt durch die Formel:
U : R = I
Spannung : Widerstand = Strom
Wenn wir nun annehmen das eine Glühbirne (zur Vereinfachung) 1 Ohm Widerstand hat ergeben sich die Berechnungen:
3 V : 1 Ohm = 3 Ampere (weniger Teilchen => Weniger Licht)
4,5 V : 1 Ohm = 4,5 Ampere (mehr Teilchen => Mehr Licht)
Die Formel kann nach belieben umgestellt werden um auch Spannung oder Widerstand zu berechnen - man benötigt hierfür jedoch immer mindestens 2 Werte.
Die Formel wird allgemein auch "Ohmsches Gesetz" genannt.
Es gilt U=R*I und P=U*I. Daraus folgt P=U²/R. Der Widerstand R einer Glühbirne verändert sich nicht. (Zumindest nicht im Physikunterricht.) Die Leistung P gibt an, wie hell die Glühbirne ist.
Das bedeutet, dass sich die Helligkeit mit der angelegten Spannung U ändert.
P ~ U² -> Doppelte Spannung bedeutet 4-fache Leistung (und damit ungefähr 4-fache Helligkeit).
Klar. In der Leistung, die oben berechnet wurde ist nicht nur das Licht drin, sondern die gesamte Leistung, also Licht+Wärme(+evtl. sogar Schall).
Ich vernachlässige mal den temperaturabhängigen Widerstand der Glühwendel...
Eine Erhöhung der Spannung um 50% bedeutet bei gleichem Widerstand, dass der Strom ebenfalls um 50% steigt.
Die Leistung erhöht sich dabei aber um 125% (U x U : R).
Fazit: Die Lampe leuchtet heller. Ist die Nennspanung der Lampe mit 3 V angegeben, so wird sie bei 4,5 V allenfalls kurz aufblitzen und dann durchbrennen.
Die 3 Volt Lampe wird bei 4,5 Volt nicht sofort durchbrennen, dazu müsste die Spannung doch um einiges höher sein !
... und vierfache Hitze.