[Physik] Elektr. Leistung und Elektr. Arbeit?
Guten Tag,
ich verstehe das folgende leider noch nicht so gut. Ich freue nich sehr auf eure hilfreichen und leicht verständlichen Antworten.
Da ein ohmscher Widerstand unabhängig von Stromstärke und Spannung ist, sein Wert also immer gleichbleibt, muss, wenn sich die Stromstärke verdoppelt hat, auch die Spannung verdoppelt worden sein.
- P = U * I
- P = I^2 * R (wenn nur I und R gegeben ist)
- P = (U^2)/R (wenn nur U und R gegeben ist)
- U = Spannung
- R = Widerstand
- I = Stromstärke
- P = Leistung
Ich verstehe, dass wenn sich die Spannung verdoppelt, sich die Leistung vervierfacht.
Ich verstehen, dass wenn sich die Stromstärke verdoppelt, sich die Leistung vervierfacht.
Ich verstehe aber leider noch nicht, wieso sich, wenn sich die Stromstärke verdoppelt, die Spannung auch verdoppelt.
6 Antworten
Ich verstehe aber leider noch nicht, wieso sich, wenn sich die Stromstärke verdoppelt, die Spannung auch verdoppelt.
Diese Aussage ist so in der Form kann bei Einsteigern leicht zu Irrtümern führen. Es kommt auf die Perspektive an.
Wenn bei einem gleichbleibenden Widerstand doppelt so viel Strom wie vorher fließen soll, dann muss an diesem Widerstand die doppelte ggü. der vorher angelegten Spannung angelegt werden. Du betrachtest das hier aus Sicht der Spannungssteuerung.
In deiner Aussage hingegen wird die Perspektive der Stromsteuerung angenommen. Dort ist der Kontext, dass der Spannungsfall über einen Widerstand sich verdoppelt, wenn durch ihn der doppelte Strom gejagt wird.
Beide Perspektiven sind aber gleichwertig, denn eine über R angelegte Spannung U ist zugleich auch die über R abfallende Spannung U.
Ist die Spannung konstant und ich erhöhe den Widerstand, dann verringert sich der Strom.
Ist der Strom konstant und ich erhöhe den Widerstand, denn erhöht sich der Spannungsfall über diesem Widerstand.
Um den Strom konstant durch den gegebenen Widerstand R zu treiben, ist die über R abfallende Spannung U zugleich auch die Spannung, die von der konstanten Stromquelle angelegt werden musste.
Man muss die Spannung verdoppeln, wenn man will, dass die Stromstärke sich verdoppelt. Von selbst tut sie es nicht.
"Ich verstehe aber leider noch nicht, wieso sich, wenn sich die Stromstärke verdoppelt, die Spannung auch verdoppelt."
Bei konstantem Widerstand gilt: Die Verdoppelung der Spannung hat zur Folge, dass sich die Stromstärke verdoppelt.
Natürlich kann sich die Stromstärke auch deshalb verdoppeln, weil bei konstanter Spannung der Widerstand halbiert wurde. Siehe Ohm'sches Gesetz.
Zum Vergleich:
Bei konstanter Fallbeschleunigung gilt: Die Verdoppelung der Fallhöhe hat zur Folge, dass sich die Fallgeschwindigkeit verdoppelt. Aber die Fallgeschwindigkeit bewirkt nicht die Fallhöhe, und die Stromstärke bewirkt nicht die Spannung.
Na vielleicht hilft es sich das mal an Hand von Wasser vorzustellen:
Angenommen in einem Fluss fließen 1000m³ Wasser pro Sekunde. Das ist der Strom. An einer Brücke setzen die Brückenpfeiler dem Wasser einen Wiederstand entgegen. Vor der Brücke staut sich das Wasser nun entwas auf. Der Höhenunterschied vor und nach der Brücke (Spannung) hat eine gewisse Differenz.
Angenommen jetzt fällt die Brücke ins Wasser (soll ja vorkommen ;)) dann erhöht sich der Widerstand. Vor der Brücke erhöt sich der Wasserpegel (Spannung).
Die Durchflussmenge bleibt aber gleich. (Das Wasser wird ja deswegen nicht weniger). Aber es braucht eine höhere Spannung ähm Pegelunterschied um das Hindernis zu passieren.
Das folgt aus R= U/I. Der Zusammenhang von Strom und Spannung am ohmschen Widerstand ist eine direkte Proportionalität.
Einerseits: um den doppelten Strom durch einen gegebenen Widerstand zu verursachen, brauche ich die doppelte Spannung.
Es geht aber auch andersrum: wenn in einer Schaltung irgendwo ein Widerstand sitzt, und andere Bauteile eine Stromänderung bewirken, dann ändert sich proportional dazu die Spannung über diesem Widerstand.