Spannungsabfall in der Physik?
Zur Jugendzeit eurer Eltern: Ein Weihnachtsbaum soll mit zwei Ketten elektrischer Glühlampen-Kerzen
geschmückt werden. Eine Kette hat 10 Kerzen, die andere 16. Jede Kerze leistet 3 W bei Anschluss an
230 V.
• Berechne für beide Ketten jeweils den Spannungsabfall an der einzelnen Kerze und den Widerstand
der einzelnen Kerzensorte.
• Untersuche, was passieren würde, wenn man jeweils die Kerze einer Kette versehentlich in die andere
Kette hineinschraubte. Nimm dabei an, dass der Widerstand der Kerzen als konstant anzusehen ist.
3 Antworten
Es ist ein wenig missverständlich formuliert. In Anlehnung an das praktische Problem gehe ich davon aus, dass jede Kette für sich an 230V angeschlossen jede Kerze mit 3 W leuchten lässt.
Kleine Starthilfe:
10-Kerzen Lichterkette: Spannungsabfall 23 V pro Kerze
R=U^2/P
(23V)^2 / 3VA= 176 Ohm/Kerze
16-Kerzen Lichterkette: Spannungsabfall 14,375 V pro Kerze
R=U^2/P
(14,375 V)^2 / 3VA= 68.880 Ohm/Kerze
Jetzt Kerze austauschen, Dann in der Reihenfolge:
neuen Gesamtwiderstand, Stromstärke, Spannungsabfall an den Kerzen, die Leistung der einzelnen Kerzen für jede der beiden Ketten einzeln berechnen.
Es sind immer die gleichen Lampen an einer Kette. Einmal 10 Stück und bei der anderen 16 Stück alle haben 3 Watt.
Die Frage gibt leider nicht an wie die Lampen geschaltet sind. Ich gehe mal davon aus dass es sich um ein Reiheschaltung handelt. In einer Reiheschaltung teilt sich Spannung auf die Gesamtspannung auf . Die ist 230V die Anzahl der Lampen 10Stück. 230 : 10 = 23V an jeder Lampe . Bei 16 Lampen ist es der gleiche Weg. Der Widerstand einer Lampe P = U x I umstellen nach I . wenn du I hast kannst mit dem Ohmschen Gesetz den Widerstand ausrechnen.
Welche Formel verwendet man jtzt
R=U/I oder R=U²/P ??
welches U verwende ich die 230 V oder die die ich ausgerechnet habe (in der 1. kette 23 Volt)
Eine Frage kannnsdu mir deine Rechnung schreiben und erklären, ich verstehe es nämlich überhaupt garnicht und du bist eine Expertin.bitte
Eine Lichterkette ist nichts anderes als eine Reihenschaltung von Lämpchen. Ersetze die Lämpchen in deinem Schaltplan durch Widerstände. Die Leistung P pro "Widerstand" ist die bekannt, die Gesamtspannung U0=230V und jetzt ist die Teilspannung die an jedem der in Reihe geschalteten Widerstände abfällt gesucht.
Die "Teilspannung" die an jedem Widerstand abfällt wird "Spannungsabfall" genannt weil hier der Teil der Spannung "abfällt."
Übrigens das hat mit der Aufgabe direkt zwar nichts zu tun aber einen Spannungsabfall gibt es auch auf Kabel. Denn ein Kabel setzt ebenfalls dem Stromfluss einen Widerstand entgegen. Dieser Widerstand hängt vom sogenannten "spezifischen Widerstand" des Leiters ab und ist Stoffspezifisch. Der Widerstand des Kabels hängt dann also insgesamt von der Länge und dem Querschnitt ab.
Je länger das Kabel ist, desto größer der Widerstand und desto größer wird der "Spannungsfall" auf dem Kabel. Denn das Kabel ist ja in Reihe zum Verbraucher geschaltet und du hast einen Leitungsweg hin und zurück, der Stromkreis muss ja geschlossen werden.
Das heißt wenn du in Zukunft "Spannungsfall auf Leitungen" von Elektrikern hörst, dann weißt du was damit gemeint ist ;)
ich hab bei Spannungsabfall 14,42 V pro Kerze herausbekommen ?