Wieso hat eine Glühlampe bei verschiedenen Netzspannungen unterschiedlichen Widerstände?
5 Antworten
Der Glühfaden besteht in der Regel aus dem Metall Wolfram und Metalle sind Kaltleiter, d.h. der Widerstand nimmt mit steigender Temperatur zu. Wird die Spannung erhöht, steigt die Stromstärke und damit die Temperatur und der Widerstand des Glühfadens.
@ howard737:
Wieso hat eine Glühlampe bei verschiedenen Netzspannungen unterschiedlichen Widerstände?
R (Wiederstand in Ohm) = U (Spannung in Volt) durch I (Stromstärke in Ampere)
Setze Deine Werte ein und berechne - dann sollte klar werden, wieso sich R ändert...
@ Maxi170703:
So funktioniert die Formel nicht
Nicht?
Dann schau mal hier:
"Das Verhältnis einer an einem elektrischen Leiter (Widerstand) anliegenden elektrischen Spannung U zur Stärke I des hindurchfließenden elektrischen Stromes wird definiert als die Größe elektrischer Widerstand, die mit dem Formelzeichen R bezeichnet wird. Bei zeitlich veränderlichen Größen sind Augenblickswerte zu verwenden. Das Verhältnis darf keine Zeitfunktion sein. Das ohmsche Gesetz betrachtet den Widerstand als eine von U und I unabhängige Konstante und ist insofern eine Idealisierung. Damit gilt:
R = U durch I "
Oder was meintest Du?
Wenn die Spannung U größer wird, wird die Stromstärke I größer. Der Widerstand aber nicht. Der ist nicht von der anliegenden Spannung abhängig, sondern Bauteil-spezifisch, also eine Eigenschaft des Verbrauchers. Der Widerstand wird nur durch die steigende Temperatur größer.
Der Widerstand wird nur durch die steigende Temperatur größer.
In diesem Fall handelt es sich sogar um eine e-Funktion :D
Das ist wahr, aber bei steigendem Strom wird die Temperatur einer Glühlampe wirklich größer.
Ja, aber der steigende Widerstand lässt sich nicht durch Uri begründen.
Eine Glühlampe ist kein Ohmscher Widerstand.
(Die Ursache für den bei höherer Temperatur steigenden Widerstand ist die fallende Ladungsträgerbeweglichkeit.)
@ Maxi170703:
Wenn die Spannung U größer wird, wird die Stromstärke I größer. Der Widerstand aber nicht.
Nö.
Diese Formel dient zur Errechnung des Widerstandswertes bei gegebener Spannung U und gegebener Stromstärke I. Und wenn - wie gefragt - die Spannung U bei gleichbleibender Stromstärke I vergrößert wird, ändert sich der errechnete Widerstandswert.
Beispiel:
Gegeben: U = 10 Volt; I = 5 Ampere
Errechneter Widerstand: R = 10 Volt : 5 Ampere = 2 Ohm
Nun erhöhen wir die Spannung U:
Gegeben: U = 15 Volt; I = 5 Ampere
Errechneter Widerstand: R = 15 Volt : 5 Ampere = 3 Ohm
q.e.d.
Niemand hat nach temperaturbedingten Änderungen gefragt...
bei gleichbleibender Stromstärke I
Und wie kommst Du darauf, daß die Stromstärke hier gleich bliebe?
Niemand hat nach temperaturbedingten Änderungen gefragt...
Gefragt wurde nach der Ursache der Änderungen des Widerstands.
Franz1957:
Und wie kommst Du darauf, daß die Stromstärke hier gleich bliebe?
Hey - 1957 - mein Jahrgang!
Zu Deiner Frage: In der Frage ist von "verschiedenen Netzspannungen und unterschiedlichen Widerständen" die Rede - nicht aber von anderer Stromstärke...
Gefragt wurde nach der Ursache der Änderungen des Widerstands.
Hier nochmal zur Erinnerung der genaue Wortlaut der Frage:
Wieso hat eine Glühlampe bei verschiedenen Netzspannungen unterschiedlichen Widerstände?
Wie Du siehst, keine Rede von anderen Stromstärken oder Temperaturen...
Wie Du siehst, keine Rede von anderen Stromstärken oder Temperaturen...
Doch, von anderen Stromstärken oder Temperaturen ist hier zweifellos die Rede. Der Fragesteller ist ja nicht der einzige, der sich hier äußert.
Wie Du siehst, keine Rede von anderen Stromstärken oder Temperaturen...
Vor allem aber, und damit schließe ich:
Nicht der Fragesteller gibt uns Auskunft über den physikalischen Zusammenhang, sondern die von uns, die etwas davon verstehen, geben sie ihm.
@ Franz1957:
Nicht der Fragesteller gibt uns Auskunft über den physikalischen Zusammenhang, sondern die von uns, die etwas davon verstehen, geben sie ihm.
Ich antworte nun mal auf die Fragen, die gestellt werden und und zwar so, wie sie gestellt werden.
Dazu lese ich mir die Frage genau durch und beantworte das, wonach gefragt wurde. Ich denke mir nicht andere, sinnverwandte Fragen aus und beantworte sie mir dann selbst - am Thema vorbei zu antworten überlassen ich gern anderen.
Dass eine Glühlampe beim Einschalten heiß wird und sich mit steigender Hitze sowohl Widerstand als auch Länge des Glühfadens ändern ist mir seit meiner Kindheit bekannt.
Deine Ausführungen dazu sind ja durchaus richtig - aber danach hat der Fragesteller nun mal nicht gefragt.
In der Schule hätte der Lehrer unter diese Antworten geschrieben:
"Thema verfehlt - 6 - setzen!"
Und damit schließe ich.
Der Widerstand einer Glühbirne ist nicht konstant sondern von der Temperatur abhängig. so kann die Glühbirne beim Einschalten einen bis zu 10 mal größeren Nennstrom erreichen.
Der Stromfluss ist ja von der Spannung abhängig. Die elektrische Spannung ist immerhin die treibende Kraft, das potential der Ladungen Arbeit zu verrichten ohne dieses Potential machen die Ladung gar nichts.
Wenn ein größerer Strom fließen soll, muss die Spannung also größer werden. Wird der Strom größer steigt aber auch der Widerstand wegen einer größeren Wärmeentwicklung.
Der Gedankenfehler den die meisten haben ist nun: "Wenn der Strom größer wird muss es doch auch wärmer werden!" das ist aber nur die halbe Wahrheit :D
rufen wir uns nochmal ins Gedächtnis was Strom überhaupt ist:
Strom ist Ladung pro Zeit.
I=Q/t
Also wie viele Elektronen also negative Ladungsträger fließen pro Sekunde durch den Leiterquerschnitt eines elektrischen Leiters? Die Größe des Querschnitts ist tatsächlich für den Strom selber egal in dem Fall bräuchten wir die "Stromdichte" es geht hier nur um LADUNG pro ZEIT.
Was ist wärme?
Wärme ist eine Form von Energie der "Wärmeenergie" und Energie wird immer in Joule oder Nm gemessen wobei Nm sich auf die Arbeit bezieht und Arbeit ist eine Energieänderung. Wenn man nun die ENERGIEÄNDERUNG und die Zeit in relation setzt erhält man die Leistung:
P=W/t
Leistung ist also Arbeit pro Zeit.
Die Leistung erhalten wir übrigens auch wenn wir Spannung und Strom multiplizieren:
P=U*I
Denn Die Spannung ist die ARBEIT pro LADUNG und Strom ist die LADUNG pro ZEIT und hier kürzt sich die Ladung weg und wir erhalten die Definition der Leistung deshalb ist Leistung Spannung mal Strom.
Zurück zur Glühbirne
Jetzt fügen wir 1 und 1 zusammen. Wenn also die Spannung kleiner ist kann demnach ein größerer Strom fließen um die gleiche Leistung und damit WÄRME zu erzeugen. Wenn der Widerstand der Glühbirne Wärmeabhängig ist und steigt wenn die wärme groß ist, dann wissen wir, dass bei einer kleineren Spannung ein größerer Strom fließen muss um die entsprechende Wärme zu erzeugen und das zeigt sich auch am Widerstand weil er dann geringer sein muss.
Wenn Du die Spannung verminderst, dann sinkt auch die Temperatur des Glühfadens, und somit der Widerstand.
Weil der Widerstand sich ändert, wenn der Draht heiß wird.
So funktioniert die Formel nicht