Physikaufgabe Schaltung?
Hallo,
Hab zwei Aufgaben die ich verstehen möchte,
Ich bin schon zu lange raus und will es meiner Tochter erklären können. Aufgaben sind im Anhang auf dem Bild.
Ich würde sagen bei AFB I 2. Schaltung kommt 1V hin. Bei der dritten würde ich auf 3V tippen.
Bei der Aufgabe 2 stehe ich komplett auf den Schlauch, da bräuchte ich Mal den Lösungsweg, so dass ich es erklären kann.
Vielen Dank schonmal 😀
3 Antworten
Ein Voltmeter misst die elektrische Spannung. Spannung bedeutet Potentialunterschied zwischen zwei Punkten.
Da das Messgerät oben rechts mit beiden Spitzen am selben Potential hängt bzw. es keine Verbraucher dazwischen gibt, wird 0 V gemessen (die Leitung selbst wird zu Lehrzwecken so gut wie nie als Verbraucher betrachtet).
Im unteren Beispiel sind beide Verbraucher parallel zur Spannungsquelle geschaltet. In einer Parallelschaltung liegt über den Zweigen die gleiche Spannung, d.h. sie ist so hoch wie die der Spannungsquelle. Deswegen wird dort 3 V gemessen (nicht 6 V).
Während die Spannung bei der Parallelschaltung gleich ist, teilt sich der Strom jedoch auf die Verbraucher auf. Sind die Verbraucher gleich, wie in Aufgabe 2, dann sind auch die Teilströme in gleicher Höhe.
D.h. wenn durch die Lampe L2 ein Strom von 250 mA fließt und die Lampe L1 die gleiche wie L2 ist, so fließen über L1 ebenfalls 250 mA.
Die Summe dieser beiden Teilströme ergibt den Gesamtstrom der Schaltung, und zwar 500 mA, was du über den Strommesser I1 oder I3 misst. Dabei spielt es keine Rolle, ob du den Strom davor oder danach misst.
Für Anfänger in diesem Gebiet eignet sich das Wassermodell immer als gute Herangehensweise für das Verständnis. Die Parallelschaltung von zwei gleichen Verbrauchern kannst du dir wie zwei Wasserhähne, die sich eine gemeinsame Wasserzuleitung teilen, vorstellen. Drehst du beide Wasserhähne gleichermaßen auf, fließen durch beide Hähne die gleiche Menge an Wasser.
Die Reihenschaltung kannst du dir wie ein Rohr mit zwei Schiebern oder Ventilen vorstellen. Jene Wassermenge, die durch das erste Ventil fließt, muss auch durch das zweite Ventil durch (Analogie zur Reihenschaltung, in der der Strom gleich ist).
Drehst du z.B. beide Ventile genau zu 50% auf (zwei gleich große Widerstände), fällt an beiden Ventilen der gleiche Anteil an Druck ab (Spannung). Ist das eine Ventil nur zu 30% geöffnet, bedeutet das für den Strom eine größere Hürde, sodass der Druckabfall über diesen größer ist.
Die Lösungen sind recht einfach:
Achte mal genau auf die Bilder von Aufg. 1.1 und 1.2:
Die Schaltungen sind identisch, nur die Verbraucher untereinander getauscht.
In der Reihenschaltung teilt sich die Spannung auf: 1 V + 2 V = 3 V
In Aufgabe 1.3 liegen alle Messgeräte an den selben Potenzialen (ich hab's mal farblich markiert). Also zeigen auch alle Messgeräte den selben Wert an: 3 V.
In einer Parallelschaltung teilen sich die Ströme auf. Haben die Verbraucher (hier die Lampen) die gleichen Werte, so sind auch die Teilströme gleich groß.
0V und 3V.
I2 ist 250mA steht ja auch da und I1 ist halt einfach zwei mal I2 weil zwei gleiche Lampen durch jede Lampe fließen 250mA was einen Gesamtstrom von 500mA ergibt, I3 ist logischweiße auch wieder 500mA.
Schau mal genau hin wo das Voltmeter hängt das ist nicht bei der Lampe angeschlossen sondern hängt an der gleichen Leitung somit ist das Voltmeter kurzgeschlossen da kann keine Spannung anliegen. An der Zweiten Lampe liegt auch 1V an nur das ist nicht gefragt. Es ist gefragt was das Voltmeter anzeigt.
Ahhhhhh stimmt, dass ist ja was wo ich mit meiner Tochter nochmal gut drüber schauen kann, auf sowas zu achten. Vielen vielen Dank!
In der zweiten Schaltung wird die Spannung nicht über eine Lampe, sondern über ein Stück Draht gemessen. Wenn die Elektronen durch den Draht können, warum sollten sie sich dann durchs Messgerät quetschen? Dieses zeigt also annähernd Null Voltan.
Danke😀, aber warum ist in der 2. Schaltung oben die zweite Lampe 0V wenn 3 Volt anliegen und die 1 Lampe 2V benötigt? In der ersten richtigen Schaltung ist ja der V Wert der Lampen nur Spiegelverkehrt...