Wie kann sich die Spannung eines Stromkreises verändern?
Mir wurde Spannung immer so beschrieben, wie zwei Gläser, in denen das Wasser unterschiedlich hoch steht. Die Differenz ist die Spannung, und wenn man sie verbindet, läuft das Wasser vom volleren zum leereren Glas durch, bis die Porentialdifferenz 0 beträgt. Durch Widerstände verändert sich aber in Rechnungen die Gesamtspannung, obwohl die doch gleich bleiben müsste, der Unterschied zwischen + und - Pol einer Batterie bleibt doch derselbe?
7 Antworten
jede Batterie hat einen Innenwiderstand, der normalerweise klein gegen die Verbraucherwiderstände im äußeren Stromkreis ist. Wenn diese Bedingung aber nicht erfüllt ist, zB bei einem Kurzschluss, fällt die ganze Spannung innerhalb der Batterie ab und keine außerhalb der Batterie. In dem Beispiel mit den zwei Gläsern wäre das so, als wenn beide Gläser zu einem verschmelzen und die unterschiedlichen Wasserpegel nur eine Welle im Glas erzeugen.
Bei einer idealen Spannungsquelle ändert sich die Spannung nicht, wenn man Widerstände einbaut oder weglässt.
Anders bei einer idealen Stromquelle, bei der man den Strom konstant hält. Da braucht man bei mehr Widerstand tatsächlich mehr Spannung.
Batterien und Steckdosen sind der idealen Spannungsquelle nahe, daher kann man auch feste Spannungswerte für sie angeben.
Mal grob übrschlagen;
8 Baterien mit je 1,5 V in Reihe sind 12 V Leerlaufspannung.
Das Passt soweit.
480 W bei 12 V bedeutet 40 A .
Der Widerstand des Motors beträgt also 0,3 Ohm
Der Kurzschlussstrom für eine 1,5 V Batterie wird mit ca 5 Ampere angegeben.
Das wäre ein Innenwiderstand von zufällig auch 0,3 Ohm .
Bei 8 in Reihe also 2,4 Ohm.
Das wäre bei Kurzschluss ( 0 Ohm im Motor ) 0,625 Ampere.
40 A brauchst du damit der Motor läuft.
Du brauchst also grob gerechnet mindestens 72 Baterien.
Je 8 Baterien in Reihe , für 12 V und davon 9 Reihen paralell, um 40 A liefern zu können.
Je nach Kapazität lauft der Motor dann entsprechend lange.
Hier vieleicht ein paar Minuten.
Lg
Die Leerlaufspannung bricht
Kleiner Fehler :
Eine Reihe mit 8 Baterien liefert 0,625 Ampere.
Für 40 Ampere brauchst du mindestens 64 Reihen , nicht 64 Baterien, die ich auf 72 (eine Reihe mehr ) erhöht habe, um Ungenauigkeiten zu berücksichtigen
Also 64 Reihen je 8 Baterien sind mindestens 512 Baterien.
Jede Reihe mehr, für Reserve, sind 8 Baterien mehr.
Lg
Ein 480 Watt Motor würde bei 12 Volt einen Strom von 40 Ampere benötigen.
Das ist eine Dimension, die AA - Zellen niemals aufbringen können.
Der Innenwiderstand einer Alkali-Mangan Zelle liegt bei 0,15 Ohm.
Schon bei einem Strom von 10 A würde ihre Spannung auf Null zusammenbrechen.
Wenn man jetzt 8 Zellen parallel und das Ganze 8 mal in Reihe schalten würde, also insgesamt 64 Zellen. Dann bricht die Spannung bei Belastung mit 40A von 12 auf 6 Volt zusammen.
Mit Lithium Zellen führt da eher ein Weg hin. Die haben aber etwa 3,7 Volt Nennspannung.
Solche Vergleiche hinken immer ein bischen .
In diesem Fall sind die beiden Gläser nur der Vergleich der UNBELASTETEN Baterie.
Belastet gilt der Vergleich nicht mehr ganz .
Der Vergleich von hologence ist schon sehr gut.
Mein Vergleich könnte den Innenwiderstand beschreiben.
Stell dir vor die Batterie ist eine volle Flasche in einer Kneipe.
Der Wirt ist der Innenwiderstand, die Gäste die VerbrauchWiederstände.
Bei jedem Gast der aus der Flasche trinkt trinkt der Wirt ein bischen mit.
Sobald also ein Gast trinkt fällt ,wegen dem Wirt ( Innenwiderstand ) ,der Füllstand der Flasche ( Spannung der Batterie ) sofort mit.
Je mehr Gäste gleichzeitig trinken umso mehr fällt also auch gleichzeitig beim Wirt (Innenwiderstand) ab , die Batterie wird heiß.
Beim Kurzschluss saugt der Wirt (Innenwiderstand ) die Flasche (Batterie) so schnell er kann selbst leer.
Der Vergleich hinkt auch, bringt dich gedanklich aber vieleicht weiter
Lg
Die Spannung an einer Stromquelle ändert sich nur im Falle eines Stromflusses aufgrund des Innenwiderstandes der Spannungsquelle. Der Spannungsabfall ergibt sich nach Maßgabe von Innenwiderstand und Stromstärke nach dem Ohm'schen Gesetz.
Auch das Druckgefälle zwischen zwei Wasserbehältern verringert sich, wenn es zwischen den Behältern zu einem ausgleichenden Wasserfluss kommt.
Durch Widerstände verändert sich aber in Rechnungen die Gesamtspannung,
Eigentlich nicht
obwohl die doch gleich bleiben müsste, der Unterschied zwischen + und - Pol einer Batterie bleibt doch derselbe?
Eigentlich ja.
Ich habe mich schon immer gefragt, wie viel Strom eine Batterie auf einmal liefern kann. Zum Beispiel, ob man an 8AA 1,5V Zellen in Reihe einen 480W 12V Elektromotor anschließen könnte und wie sehr dann die Spannung fällt. Interessant wären auch Unterschiede zwischen Marken bei solch einer extremen Beanspruchung.