Widerstand berechnen im Netzwerk?
Hallo ich möchte gerne wissen wie ich bei der folgenden Aufgabe zum Widerstandsnetzwerk vorgehen muss.
Es geht darum den Gesamtwiderstand zu berechnen und dann auch den Strom der durchs Netzwerk fließt. Im Anhang habe ich die Aufgabenstellung angehängt um das Netzwerk darzustellen.
Vielen Dank für eure Hilfe und Bemühungen
Meine Idee wäre R2und R3 sowie R4 und R5 parallel zu schalten und daraus den Widerstand zu ermitteln
Für Aufgabenteil a) habe ich R =24Ohm errechnet
Für b) U=R*I=24 Ohm*0.2A=4.8V
Mein Problem bei B ist die Stromaufteilung
Habe dazu aufgeschrieben
U(R1) =3V
I(R1) =0.2 A
Bei Aufgabe D) habe ich jetzt raus gefunden das die Leistung von R1 gleichbleibt
Aber R3 und R5 ändern sich durch den Wegfall von R2
Frage :wie berechne ich jetzt die Leistung an R3 und R5 in Reihe
Ich habe als Widerstand der Reihenschaltung 30 Ohm berechnet
Für die Schaltung R35 in Reihe zu R5 und R4 parallel dazu habe ich 10 Ohm als Widerstand
Wie komme ich nun auf Spannung und Strom?
Bei d) habe ich jetzt die Gesamtleistung 1 Watt berechnet
P(R1) =0.6 Watt
P(R345) =0.4Watt
Ich konnte aber keine sinkende Leistung bei der Rechnung feststellen
5 Antworten
Auf die "Schnelle":
R2/ R3 sind parallel also = 7,5 Ohm gesamt
R5 in Reihe zu R2/R3 = 7,5 Ohm +15 Ohm = 22,5 Ohm
R235= 22,5Ohm parallel zu R4 (15 Ohm) = 9 Ohm
Rges= R1+ R2345 = 15Ohm+9Ohm= 24 Ohm
I= 0,2A (gegeben)
Ohmsches Gesetz: U=R*I
Uges =Rges*I = 24 Ohm* 0,2A = 4,8V
Hintergrund zu Reihen und Parallelschaltung:
https://www.grund-wissen.de/elektronik/schaltungen/reihenschaltung-und-parallelschaltung.html
Aus der Aufgabenstellung. Da ist die Rede von 5 gleichen Widerständen im Widerstandsnetzwerk mit je 15 Ohm.
Achso hatte die 15Ohm überlesen und mit der 5 gerechnet
Wie ist das denn mit der Aufteilung des Stroms muss ich mir da wieder angucken wie die Widerstände geschaltet sind?
Also bei der parallelschaltung addieren und bei der Reihenschaltung nicht
Für Aufgabe B
Du rechnest erst die Spannungen über R1 und R2345 aus.
Dann die Aufteilung des Stromes auf den Ersatzwiderstand R235 und den Widerstand R4 (Die Spannung über dieser "Paralleschaltung" ist gleich, daher gilt: I(R4)=U2345/R4 und I(R235)=U2345/R235.
Bei Aufgabe d wird dann mit dem neuen Wert aus R35 gerechnet.
Die Spannung bei R1 wäre dann 3 V(15Ohm*0.2A)
bei R2345 1.8 V(9Ohm*0.2A)
Steht das / für Division oder soll das für die Parallelschaltung sein?
I(R4)=U2345/R4 und I(R235)=U2345/R235
Bei der Aufteilung des Stroms habe irgendwie immer noch nicht so richtig verstanden wie ich da vorgehen muss obwohl ich das Konzept an sich verstanden habe
Uges hatten wir für den ersten Fall mit 4,8V berechnet
Rges= R1+ R2345 = 15Ohm+9Ohm= 24 Ohm
U(R1)= 15 Ohm * 0,2A = 3V
U(R2345)= 9 Ohm* 0,2A = 1,8V
I (R4)= 1,8V/15 Ohm = 0,12A
I(R235)= 1,8V/22,5 Ohm = 0,08A
Probe: I (R4)+ I(R235) = 0,2A (stimmt also)
Ohmsches Gesetz entsprechend umgestellt I=U/R (Division)
Für Aufgabe D machst Du die Rechnung nochmals ohne R2 (also Reihenschaltung R3+R5 das Ergebnis dann parallel zu R4
Danke und wie ist das bei b)?
Mit der Aufteilung des Stroms
rechne mit den jeweiligen "Ersatzwiderständen" wie oben beschrieben. Da Du eine "Stromquelle" hast, musst Du die Gesamtspannung und die Teilspannungen für Aufgabe d neu berechnen. Versuche es selbst, wenn Du nicht klar kommst, löse ich es Dir detailliert auf.
Danke für deine Antwort
Wie ist das denn jetzt bei C)
Die Gesamtleistung dieses Netzwerks wie muss ich da rangehen?
Das muss ja etwas in Watt sein
Das ist richtig, zunächst für die Gesamtleistung, aber auch für die Einzelleistungen, dann mit den jeweils dazugehörenden Spannungen, Strömen, oder Widerständen rechnen.
Könntest du mir den vielleicht sagen
Was ich alles für Werte brauche
Um die Einzelleistung zu bestimmen und daraus die gesamte Leistung zu berechnen
Gesamtleistung ist Pges= Uges* Iges = 4,8V*0,2A= 0,96W
Für die Einzelleistungen nimmst Du die einzelnen Spannungen * die einzelnen Ströme,
beachte in der Reihenschaltung bleibt der Strom immer gleich, bei Parallelschaltung teilen sich die Ströme abhängig vom Widerstand, die Spannung bleibt über den parallelen Widerständen gleich.
P (R1) = U(R1)*Iges= 3V*0,2A= 0,6W
P (R4)= 1,8V * 0,12A=
usw.
Werte von oben einsetzen, ....
Grundsätzlich gilt: immer erst die "Ersatzschaltung" berechnen, dann tiefer auflösen.
Also dann noch
P(R235)= 1.8V*0.08A
Wie kann ich die Antwort begründen bei C)
Ich habe jetzt berechnet das bei R1 die größte Leistung vorliegt
Die Begründung dafür wäre doch weil der Strom direkt von der Stromquelle durch diesen Widerstand fließt und nicht noch durch andere Widerstände fließen muss
Wie ist das bei der D da muss ich doch einfach ohne R2 rechnen?
zu C: Die Gesamtleistung haben wir weiter oben schon berechnet
R1 wird am höchsten belastet, denn über Ihm fällt die höchste Spannung ab und er führt durch die Reihenschaltung den Maximalstrom (hier 0,2A).
Ich nehme an Aufgabe d ist dann auch klar und mit den geänderten Werten gerechnet (R23 durch R3 ersetzt)
Die wichtigsten Formeln und Gesetzmäßigkeiten nochmals zusammemgefasst:
U=R*I (oder nach Strom oder Widerstand entsprechend umgestellt)(I=U/R; R= U/I)
P=U*I, oder Ersatzwert aus dem Ohmschen Gesetz eingefügt also z.B.
P=R*I*I = R*I²
Reihenschaltung von Widerständen: R = R1+R2+ .....+Rx
Parallelschaltung von Widerständen: 1/R= 1/R1+1/R2+...+1/Rx
Bei Reihenschaltung bleibt der Strom in allen Reihenelementen gleich
Bei Parallelschaltung bleibt die Spannung über allen Parallelelementen gleich
, bei Aufgabe D) habe ich mit R1, dann R3 in Reihe zu R5 gerechnet
Dazu dann parallel R4
Ich habe da 10 Ohm als Widerstand berechnet aber woher weiß ich jetzt die Spannung und denn Strom
Das Ohmsche Gesetz kenne ich weiß aber nicht genau welche Werte ich da einsetzen muss
Ja aber natürlich werden alle Werte neu berechnet:
R35= R3+R5 = 15Ohm+15Ohm= 30 Ohm
R345 ist dann parallelschaltung von R4 und R35 =10 Ohm
UR345= R345*Iges= 10Ohm*0,2A= 2V
Ugesd ist damit UR1+ UR345 = 3V+ 2V = 5V
Pgesd = Ugesd * I ges = 5V * 0,2A= 1W
usw. jetzt wieder alle Einzelwerte (soweit hier nicht schon getan) neu berechnen und dann vergleichen bei welchem Widerstand die Leistung sinkt.
Anwendung Ohmsches Gesetzt: immer die Werte über das zu betrachtende Netzelement ansetzen, dazu Reihen und Parallelschaltung sicher beherrschen
Danke für die ausführliche Antwort,
Und was ist jetzt mit dieser Reihenschaltung von dem Kommentar oben?
"also Reihenschaltung R3+R5 das Ergebnis dann parallel zu R4"
Könntest du mir zur d) vielleicht noch sagen wieso ich da eher eine Erhöhung der Leistung habe anstatt eine Erniedrigung wie es in der Aufgabenstellung steht?
Bei d gilt:
I(R4)= U(R4)/I(R4)= 2V/15 Ohm= 0,133A
P(R4) = U(R345)*I = 2V*1,333= 0,266W
I(R35)= U(R35)/R35= 2V/(15+15)= 0,066A
Probe: I(R4)+ I(R35) = 0,13333333A+ 0,06666666A = 0,2A (wenn alle Kommastellen (Periode) berücksichtigt werden).
P(R35)= U(R35)*I (R35)= 2V* 0,066A= 0,133W
P(R3)= R(3)*I(R35)* I(R35) = 15 Ohm *0,066²= 0,066W
P(R5) = R(5)*I(R35)* I(R35) = 15 Ohm *0,066²= 0,066W (Wert bei Aufgabe d)
Zum Vergleich bei der ursprünglichen Aufgabe Widerstand R5 betrachtet:
P(R5) = R(5)*I(R235)*I(R235) = 15 Ohm * 0,08A²= 0,096W (Wert bei ursprünglicher Aufgabe
Also R5 wird z.B. bei Aufgabe d weniger belastet
Daher meine Aussage, alle Werte nochmal berechnen !
Hier findest Du noch Übungsaufgaben, Ergebnisse und Erklärungen:
https://www.gut-erklaert.de/physik/reihenschaltung-parallelschaltung-beispiele-erklaerung.html
Du musst das Netzwerk Schritt für Schritt zusammenfassen.
R23 = R2||R3
R235 = R23 + R5
R2345 = R235||R4
Rges = R1 + R2345
Dann rechnest du den Gesamtstrom aus und dröselst das ganze wieder rückwärts auf.
Rechne erstmal den Gesamtwiderstand von R2;R3 aus (paralllel) danach rechnest du den + R5. Diesen Widerstand dann parallel zu R4. Und zum Schluss den +R1.
Danke für die schnelle Antwort,
Das wären für R2 parallel zu R3+R5
7.5Ohm
Wenn ich R4 dazu parallel schalte habe ich dann 3 Ohm raus
+R5 =8Ohm
Meine Idee wäre R2und R3 sowie 44 und R5 parallel zu schalten
R2||R3 stimmt... Aber R4 ist mit R23 und R5 parallel, du musst also erst R23, dann R235 (Reihenschaltung aus R23 und R5) berechnen, erst dann R4||R235...
Hallo, hier sind schon zwei sehr gute Tipps gepostet, daher ergänze ich das ganze nur. Bei der Berechnung von Gesamtwiderständen musst du auf die Gruppen achten und Päckchen bilden. Heißt: wo finden sich Reihen- und Parallelschaltungen und sind diese Formen gemischt? Da achtest du am besten einfach auf die Linien. R2 und R3 sind parallel, das hast du richtig gesehen. Dann siehst du dass R4 und R5 parallel sind, doch gleichzeitig ist R4 auch parallel zu R23. R23 und R5 sind demnach in Reihe, also musst du erst mal R235 in Reihe berechen und den ermittelten Widerstand parallel zu R4 berechnen. Nun bleibt nur noch R1 übrig und der ist mit dem Widerstand R2354 wie geschaltet?
Könntest du mir den bei der b weiterhelfen?
Aufteilung der Ströme
Danke für die schnelle Antwort,
Woher kommen den bei R1 15 Ohm?