Wie berechnet man die Leistung die an einem Widerstand in Wärme umgewandelt wird?
Gegeben ist eine Schaltung in der 5V Spannung bestehen und 0.02A Strom durchlaufen. Ein Widerstand mit 150 Ohm ist in der Schaltung vorhanden, damit eine danach kommende LED Diode nicht durchbrennt, bei durchgängiger Benutzung. Nun soll man berechnen wieviel Leistung an dem vorherigen Widerstand in Wärme umgewandelt wird. Ich bin für jede Hilfe oder jeden Ansatz dankbar, weil ich im Internet nichs finden kann! (Ich weiß nicht wonach ich suchen soll).
5 Antworten
Der lange Weg:
Du berechnest die Spannung, welche am Widerstand abfällt. Kennst Du die Spannung, dann kannst Du mit dem Strom die Leistung ermitteln.
UR = R · I = 150 Ω · 0,02 A = 3 V
PR = UR · I = 3 V · 0,02 A = 0,06 W (60 mW)
Oder Du fasst die Formeln zusammen:
PR = R · I² = 150 Ω · (0,02 A)² = 0,06 W
Die Wärmeverlustleistung IST die Leistung am Widerstand.
Den Strom I hast du mit 0,02 A gegeben, so auch den Widerstand mit 150 Ohm.
Wie man sieht, steigen die Wärmeverluste mit dem Quadrat der Stromstärke.
Denkansatz: Der Strom durch den Widerstand wird durch die Spannung und dem Widerstand errechnet. Ist der so errechnete Strom größer als 0,02A, wird es komplizierter. Ist der Strom aber kleiner, errechnet sich die am Widerstand anfallende Leistung durch den Strom durch ihn und der anliegenden Spannung.
Habe bewusst keine Rechnung, Formeln gebracht, bissel was solltest Du doch schon selber tun... 😉
Also in der Aufgabe ist nach dem Widerstand eine Diode, welche einen Durchlassstrom von 0.02A hat, deswegen bin ich davon ausgegangen, dass dieser Strom gesamt in dem Schaltkreis ist. Nun habe ich durch die Formel P= U^2 / R das Ergebnis 0.16666666666 bekommen, was jetzt die Leistung ist, die am Widerstand anliegt? Was genau mache ich jetzt damit? Ein weiterer Denkanstoß wäre super :D!
Wenn die Diode in Reihe mit dem Widerstand liegt, musst Du von den 5V noch die Diodendurchlassspannung von 0,7V abziehen, beide haben dann denselben Strom. Ich komme dann aber auf einen etwas höheren Strom als 0,02A, stellt sich mir die Frage, wie da auf 0,02A gekommen wird.
Die Diode hat eine Durchlassspannung von 2 V und einen Durchlassstrom von 0.02A. Eine Stromstärke wurde in der Aufgabe nicht genannt, deswegen bin ich davon ausgegangen, dass die Stromstärke 0.02A ist, damit die Diode leuchten kann.
(Sorry für meine Unwissenheit, ich versuche gerade mir das selber beizubringen, aus Interesse)
Stück für Stück... 🙃 Von LED hast Du bis eben nichts gesagt. Dann musst Du halt die 2V von den 5V abziehen für die am Widerstand abfallende Spannung und die am Widerstand resultierende Leistung errechnen. Diese Leistung wird am Widerstand komplett in Wärme umgewandelt.
OK - so sehe ich das auch. Besser formuliert: Am Widerstand wird eine Leistung von U²*R umgesetzt, wobei Du allerdings die Spannung am Widerstand einsetzen musst - also nicht die 5V. Bei einem Strom von 0,02A fällt an R die Spannung 150*0,02=3V ab (für die Diode bleiben dann noch 2V).
Deshalb:
P=U*I=3*0,02=0,06W (60mW) oder eben auch
P=U²/R=9/150=0,06W=60mW.
Huch, den FS nicht mal was selber machen lassen... Wissen, Können muss man doch nicht immer präsentieren können, wollen...
Ich weiß nicht, ob Du nun die originale Aufgabenstellung zitierst - jedenfalls ist die Formulierung sehr unklar und vieldeutig. Klingt amateurhaft....
Ja tut mir leid, ich versuche mir das gerade einfach aus Interesse selber beizubringen...
In der Schaltung sind sicher noch weitere Widerstände vorhanden
Nur der 150 Ω-Widerstand würde einen Strom von 0,033A "durchlassen".
Ist aber nicht weiter relevant, da der Strom mit 0,02 A angegeben ist.
Die Diode ist auch nicht relevant.
Einfach P=U*I =5 V * 0,02 A = 0,1 Watt
In der Schaltung ist ein Strom von 0,02 A angegeben.
Der fließt über den Widerstand und ist somit für die Leistung entscheidend.
Wenn die Diode (LED?) eine Flussspannung von 2 Volt hat, liegen über den Widerstand noch 3 Volt an. das ergibt den Strom von 0,02 A.
Also alles i.O.
Wow, danke für die ausführliche Antwort!