Wie komme ich drauf?
Wie komme ich auf R1 und U0?
Ich habe die Formel U = I * R = (U0*R) / (Ri+R) und I = U0 / Ri+R liegen.
2 Antworten
Du kannst die Schaltung sehen wie einen unbelasteten Spannungsteiler (zwei Widerstände in Riehe) nun. Dafür haben wir ja unsere Verhältnisgleichung:
U1/U2=R1/R2
Spannungen verhalten sich wie die Widerstände.
Wir wissen U1=0,9*U0 und R1 ist Ri=5Ω
Air haben also 2 Größen bekannt und 2 sind unbekannt... blöd. Aber warte! Wir können uns eine weitere Größe nämlich Ui=0,1*U0 herleiten, denn die Summe aller Spannungen muss 0 sein (Kirchhoffsche Maschenregel). Wir erhalten folgenden Ausdruck:
Ui/U1=Ri/R1=(0,1*U0)/(0,9*U0)=Ri/R1
Blöd jetzt ist das U0 unbekannt. Aber moment! Es geht um ein Verhältnis. Es muss lediglich ein Verhältnis bei den Spannungen von 1/9 dabei herauskommen also brauchen wir U0 nicht ;)
R1=9*Ri/1
irgendwas/1=irgendwas. Wir können uns diesen Ausdruck sparen und über bleibt:
R1=9*Ri=9*5Ω=45Ω
Probe:
Ri/R1=5Ω/45Ω=1/9
das Verhältnis passt also. Wir haben unseren Widerstand R1 berechnet. Es ist also eine reine Verhältnis Geschichte. Ich hoffe du erkennst aber hier wie du an solchen Aufgaben rangehen musst. Ich hatte damals auch so meine Probleme damit. Normalerweise muss das auch nicht so umständlich. Ich habe es hier jetzt natürlich sehr ausführlich gemacht um meinen Gedankengang deutlich zu machen. Die meisten setzen voraus, dass du es direkt erkennst, was hier los ist und was man hier von dir will.
Aufgabe 2. Ist meiner Meinung nach sogar noch viel leichter. Die überlasse ich aber dir.
Bei der Berechnung der Spannung U0 weißt du ja (Kirchhoffsche Knotenregel) Der Strom muss durch alle der widerstände durch, da alle Widerstände in Reihe sind. Die Summe aller einfließenden Ströme und abgehenden Ströme ist 0.
Berechne einfach den gesamten Widerstand der Schaltung, dann das ohmsche Gesetz I=U/R nach U umstellen, werte einsetzen, ausrechnen, fertig.
Bei der Berechnung der Leistung muss dir klar sein, die Spannung teilt sich auf die Widerstände auf. Du kannst also nicht einfach P=U0*I rechnen, denn dass währe die Leistung an der gesamten Schaltung umgesetzt wird. Du möchtest aber wissen welchen energetischen Beitrag der eine Widerstand macht, deshalb brauchst du die entsprechende Teilspannung des Widerstandes den du mit dem Strom der durch diesen (logischerweise 2A) multiplizierst nun weißt du wie viel Arbeit an diesen Widerstand umgesetzt wird die dafür z.b. sorgt, dass der Widerstand warm wird.
Dann solltest du dir die kirchhoffsche Regeln nochmal anschauen. Simpleclub auf youtube kann ich dir sehr empfehlen.
Das Verhältnis 1/9 ist einfach erklärt. Wir wissen, dass 90% der Spannung U0 an R1 Anliegen muss. 0,9*U0
Die restlichen 10% müssen dann logischerweise an Ri abfallen weil es sich um eine reihenschaltung handelt und der Rest ja irgendwo hin muss sonst währe die Summe aller Spannungen ja nicht 0 und mit unserer Regel würde etwas nicht stimmen.
0,1/0,9/=1/9
Okay verstanden danke dir! Ja schaue ich mir noch an.
sehr gerne. Du solltest wissen, dass ich absolut kein Problem damit habe das Thema auch mehrfach zu erklären, ich weiß, wie anstrengend das sein Thema und generell sowohl Physik als auch Elektrotechnik sein kann wenn man Schulisch jetzt nicht gerade der schnellste ist, Ich hatte mich selbst unheimlich schwer getan und gehörte nicht gerade zu den schnellsten Schülern. Um so besser fühlt es sich jedoch an, wenn du dich trotzdem reinhängst und es allen Beweist, die nicht daran geglaubt haben :D
Es gibt also keine Dumen Fragen bei mir. Freut mich, dass ich dir weiterhelfen konnte.
a)
Das ist ein klassische Spannungsteiler: R1 / (R1 + Ri) = 0,9. Daraus kann man R1 ausrechnen.
b)
Wenn man Ri + R1 und den Strom kennt, kann man die Spannung U0 ausrechnen.
Da wir inzwischen R1 kennen, können wir die Spannung an R1 und damit auch die Leitung ausrechnen.
Ich weiß ja R1 nicht, sondern nur das Ergebnis U. Wie stelle ich das um?
Da ich nie was mit Elektrotechnik zu tun hatte, weiß ich nicht woher man das Verhältnis 1/9 wissen soll und wieso die Spannung 0 sein muss, genauso wenig wie die Knotenregel usw. Aber ich habe mir die Rechnungen aufgeschrieben und versuche das jetzt zu verstehen. Danke dir für deine Mühe.