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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 14:48 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
| Aufgabe | Eine Glühlampe mit der Aufschrift 4 V/0,2 A soll von einer 6 V.Spannungsquelle betrieben werden.
a) Zeigen Sie durch eine Rechnung, dass die Lampe durchbrennt, wenn man sie ohne Vorwiderstand an die Spannungsquelle anschliest.
b) Welcher Vorwiderstand ist erforderlich, damit sie nicht durchbrennt ?
c) Welche Leistung erbringt die Lampe, und welche Verlustleistung ergibt sich für den Vorwiderstand ? |
Hallo Leute,
kann mir jemand bei diesen Aufgaben helfen, irgendwie Blicke ich bei diesem Thema nicht so ganz durch.
Es wäre super wenn mir jemand diese Aufgaben lösen könnte.
Gruss
Sascha
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:19 Do 27.04.2006 | | Autor: | ardik |
Hallo Sascha,
Zunächst die wichtigsten Formeln:
(1) Ohm'sches Gesetz: $U = R * I$
(2) $P = U * I$
> Eine Glühlampe mit der Aufschrift 4 V/0,2 A soll von einer
> 6 V.Spannungsquelle betrieben werden.
Die Aufschrift besagt, dass durch die Lampe eine Stromstärke von 0,2A fließt, wenn sie an eine Spannung von 4V angeschlossen ist - und besagt natürlich auch, dass das die Stromstärke ist, für die die Lampe ausgelegt ist. Weniger -> Lampe leuchtet nur schwach, mehr -> Lampe brennt durch.
Also hat die Lampe selbst einen Widerstand von [mm] $\bruch{4V}{0,2A} [/mm] = [mm] 20\Omega$
[/mm]
> a) Zeigen Sie durch eine Rechnung, dass die Lampe
> durchbrennt, wenn man sie ohne Vorwiderstand an die
> Spannungsquelle anschliest.
Aus oben berechnetem Widerstand der Lampe kannst Du nun berechnen, welcher Strom fließt und siehst dann, dass das zu viel ist, verglichen mit der Aufschrift.
> b) Welcher Vorwiderstand ist erforderlich, damit sie nicht
> durchbrennt ?
Also eine Reihenschaltung, vor die Lampe wird ein weiterer Widerstand geschaltet.
In einer Reihenschaltung gilt für den Gesamtwiderstand [mm] $R_{Ges} [/mm] = [mm] R_1 [/mm] + [mm] R_2$
[/mm]
Du musst also ausrechnen, wie groß der zweite Widerstand sein muss, damit beide zusammen so groß sind, dass nur ein Strom von 0,2A fließt.
> c) Welche Leistung erbringt die Lampe, und welche
> Verlustleistung ergibt sich für den Vorwiderstand ?
Durch beide Widerstände (Lampe = Widerstand) fließt der gleiche Strom. Da für jeden von beiden Formel (1) gilt, fällt über beiden ein Teil der (Gesamt-)Spannung ab, den Du also auch wieder mit (1) berechnen kannst.
Und dann mit (2) die Leistung berechnen.
Waren diese Hinweise ausreichend?
Sonst frag gern nach!
Schöne Grüße,
ardik
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:27 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
Hallo,
und danke für deine Schnelle erklärung...
Aber leider bin ich in Physik nicht die Leuchte und kann mit deinen Erklärungen nicht allzu viel anfangen...
Hast du vielleicht MSN oder sowas ?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 15:38 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
Hallo Sascha,
und ein recht herzliches ![[willkommenvh]](/images/smileys/willkommenvh.png "[willkommenvh]")
bei welchen Stellen von Ardiks Antwort hängt es denn?
Liebe Grüße
Herby
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:41 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
Irgendwie verstehe ich bei ihm die Zusammenhänge nicht so ganz, so wie er es erklärt hat.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:51 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
Hallo Sascha,
nochmal Hilfe zu a)
Wenn durch den Glühfaden einer Lampe zu viel Strom fließt, brennt er durch.
Bei 4V fließen 0,2A.
Aus der Formel U=R*I errechnet sich nach Umstellung das R mit 20 [mm] \Omega
[/mm]
Um den Strom bei 6V zu errechnen musst du erneut umstellen, diesmal nach I.
Was erhältst du für einen Wert?
Liebe Grüße
Herby
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:59 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
I= U/R ===> 0,2 Ohm
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:04 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
Hi,
eigentlich hatten wir doch [mm] \red{6}V [/mm] , dann gibt das [mm] I=U/R=\red{6}V/20\Omega=0,3A
[/mm]
oder war das nur verschrieben?
lg
Herby
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:06 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
Sorry war ein vertipper
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:11 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
....
wieder die Formel U=R*I
du sollst jetzt einen Vorwiderstand einbringen, der die Spannung so begrenzt, dass danach an der Lampe nur noch 4V anliegt.
Es muss also [mm] \red{2}V [/mm] wegkompensiert werden.
unser Strom hat sich nicht verändert und wieder greift die obrige Formel.
Was erhältst du nun?
lg
Herby
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:13 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
deine Formel hat nicht geklappt
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:17 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
.... doch, das gibt sich mit der Zeit - eigentlich müsste sie jetzt richtig dastehen!
lg
Herby
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:18 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
Ich habe keine Ahnung wie das gehen soll
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:44 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
Hi,
also, wir haben eine Spannung von 6V. Jeder Widerstand verringert bei konstantem Stromfluss diese Spannung.
Wir haben außerdem noch eine Rahmenbedingung:
- auf der Lampe steht: 4V und 0,2A
ok. - die erste Gleichung U=R*I erfüllen wir mit [mm] 4V=20\Omega*0,2A
[/mm]
Jetzt war noch die Rede von einem Vorwiderstand. Wir haben dann einen Vorwiderstand [mm] R_v [/mm] und unsere Lampe hintereinandergeschaltet (Reihenschaltung)
In einer Reihenschaltung gilt [mm] U=U_1+U_2
[/mm]
U = Quellenspannung
[mm] U_1 [/mm] = Spannung über Vorwiderstand
[mm] U_2 [/mm] = Spannung über Lampe
wenn U=6V ist und [mm] U_2=4V, [/mm] so bleibt noch für [mm] U_1=2V
[/mm]
Außerdem fließt ja wie Ardik schon sagte, durch beide Widerstände der selbe Strom: 0,2A
Und damit haben wir alles was wir brauchen:
U=R*I
[mm] U=U_1+U_2
[/mm]
[mm] 6V=\red{?}\Omega*0,2A+20\Omega*0,2A=\red{?}\Omega*0,2A+4V=.....
[/mm]
versuche mal das hier nach [mm] \red{?} [/mm] aufzulösen.
Wenn du nicht weiterkommst, dann schreib' bitte deine Schritte auf, die du gemacht hast.
lg
Herby
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:10 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
Ich habe zwar keinen Schimmer wie ich das machen soll... Aber mal schauen..
20 Ohm Entsprechen = 4 Volt, das muss heissen dass 10 Ohm gleich 2 Volt entsprechen...
Daraus folgert: 10 Ohm * 0,2A+4V..
Oder ?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:13 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
... es geht doch nicht besser ![[applaus]](/images/smileys/applaus.gif "[applaus]")
Teil c kommt gleich
lg
Herby
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:20 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
Kompliment, das kannst du richtig gut erklären
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:27 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
Hallo Sascha,
danke für das Kompliment ![[hut]](/images/smileys/hut.gif "[hut]")
aber auch wenn wir hier fertig sind, möchte ich dich trotzdem bitten, die Antwort von Ardik noch einmal in Ruhe zu lesen und mit deiner (hoffentlichen) Mitschrift zu vergleichen; dann wirst du festellen, dass dort nix anderes steht.
Liebe Grüße
Herby
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:21 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
So,
nun haben wir noch das Leistungsproblem:
Auch hier gilt in einer Reihenschaltung: Die Leistung [mm] P_{gesamt}=P_{Vorwiderstand}+P_{Lampe}
[/mm]
Und P folgt allgemein der Gleichung P=U*I
also ist [mm] P_{Vorwiderstand}=U_1*I [/mm] und [mm] P_{Lampe}=U_2*I
[/mm]
wenn ich die Aufgabenstellung noch richtig im Kopf habe ![[grins]](/images/smileys/grins.gif "[grins]")
lg
Herby
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:27 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
und wie mace ich das nun ?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:31 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
.... du setzt die Werte ein, die wir hier ermittelt hatten...
![[guckstduhier]](/images/smileys/guckstduhier.gif "[guckstduhier]") U und I <-- click it
lg
Herby
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:38 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
Also sorry, ich werde schier irre...
Was soll ich den genau einsetzen... Volt oder Ohm ? Oder wie ? in PV oder PL oder in P
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:00 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
Hallo,
> Also sorry, ich werde schier irre...
> Was soll ich den genau einsetzen... Volt oder Ohm ? Oder
> wie ? in PV oder PL oder in P
na, nicht doch 
Mal in Farbe:
[mm] \blue{P}=U*I
[/mm]
und
[mm] \blue{P}=\green{P_{Vorwiderstand}}+\red{P_{Lampe}}=\green{U_1}*I+\red{U_2}*I
[/mm]
die beiden U kennen wir doch (2V bzw. 4V) und der Strom ist immer noch 0,2A.
Eingesetzt erhalten wir: [mm] \blue{P}=\underbrace{\green{2V}*0,2A}_{\green{Verlustleistung}}+\underbrace{\red{4V}*0,2A}_{\red{\text{Leistung an der Lampe}}}
[/mm]
Die physikalische Einheit, die bei dem Produkt [mm]V*A [/mm] herauskommt, ist das Watt $ W $
[mm] \green{P_{Vorwiderstand}}=\green{2V}*0,2A=0,4W
[/mm]
Jetzt klarer?
lg
Herby
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:13 Do 27.04.2006 | | Autor: | Saschatr |
Du bist Klasse, das habe ich sogar sehr gut verstanden... Habe da noch 2 Aufgaben.. Kannst du die mit mir auch durch gehen ?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:25 Do 27.04.2006 | | Autor: | Herby |
Hallo Sascha,
sorry, aber ich muss ![[mussweg]](/images/smileys/mussweg.gif "[mussweg]") ----- nächstes Mal gerne wieder!
lg
Herby
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