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Transkript Schaltungen (Übungsvideo)

Hallo, in diesem Video möchte ich mit euch eine Übung machen zu der Parallelschaltung und der Reihenschaltung. Und anfangen tun wir mit der Reihenschaltung.Das hier ist so ziemlich die einfachste Reihenschaltung, die es gibt, also zwei Lampen in Serie geschaltet an eine Spannungsquelle. Und wir wollen mal gucken, wie sich Spannung, Strom und Widerstand da verhalten. An der Spannungsquelle liegt eine Spannung von 6V an, konstant immer. Und der Widerstand der beiden Lampen soll 50Ω betragen. Und wir nehmen den jetzt mal als ohmsch an. Das heißt als konstant. Beginnen wir mal mit dem Strom. Der Strom in einer Reihenschaltung ist immer gleich groß. Mehr können wir jetzt auch gerade erst nicht machen, da kommen wir später noch mal darauf zurück. Bei den Widerständen ist es ja so, dass sie sich in einer Reihenschaltung addieren. Das heißt, wir haben hier einen Widerstand von 50Ω+50Ω, also insgesamt 100Ω. Das ist also der Gesamtwiderstand RGes. Und was passiert mit der Spannung? Die Spannung teilt sich ja an den beiden Widerständen auf. Und da beide Widerstände gleich groß sind, teilt sie sich auch gleichmäßig auf, das heißt U1=3V und U2 ist ebenfalls 3V. Und den Strom I0 können wir jetzt auch ausrechnen, z.B. mit dem ohmschen Gesetz: U=RGes×I. Und dann ergibt sich für I=0,03A. Und was folgt daraus für die Helligkeit der Lampen? Naja, überall fließt der gleiche Strom, das heißt beide Lampen leuchten gleich hell. Und wenn ich eine Lampe herausnehme, gut, das ist dann so wie bei einer Lichterkette, wo eine Lampe kaputt geht, dann ist der Stromkreis unterbrochen und alles geht aus. So, das wars jetzt auch schon zur Reihenschaltung, kommen wir zur Parallelschaltung, also einem verzweigten Stromkreis mit L1 und L2. Zunächst also zu den Spannungen, das ist wieder einfach, die sind in einer Parallelschaltung überall gleich. Das heißt wir können sagen U1=U2=U0 und das sind ja 6V. Den Widerstand in einer Parallelschaltung auszurechnen ist schon etwas komplizierter. Also da gilt ja das Gesetz 1/Rges=1/R1+1/R2=1/50Ω+1/50Ω. Und das können wir dann auch zusammenfassen, das ergibt dann 2/50Ω. Das Ergebnis ist, wenn wir den Kehrwert davon nehmen und 50/2 rechnen, RGes=25Ω. Und jetzt können wir uns auch schon um den Strom kümmern, z.B. um I1. Also das ohmsche Gesetz U1=R1×I1. Auflösen und Einsetzen ergibt dann I1=6V/50Ω. Und das ergibt dann für I1=0,12A. Und das ist natürlich auch dasselbe wie I2, weil ja die Widerstände von beiden Lampen gleich groß sind, das heißt, es fließt gleich viel Strom dort. Und dann wissen wir auch gleich schon den Gesamtstrom I0, denn der addiert sich ja aus den Teilströmen I1+I2. Und das ergibt ja dann 0,24A. Vergleichen wir nun mal alle Werte mit denen von eben von der der Reihenschaltung, also z.B. die Spannung. Was ist mit der passiert? Naja, an jeder Lampe liegt ja jetzt mehr Spannung an, als eben bei der Reihenschaltung. Und was ist mit dem Widerstand? Der ist durch die Parallelschaltung insgesamt kleiner geworden. Naja und logisch: mehr Spannung, kleinerer Widerstand, ergibt einen sehr viel größeren Strom. Und ein größerer Strom bedeutet für die Helligkeit der Lampen, dass die jetzt sehr viel heller leuchten. Und was passiert nun mit den Werten im Vergleich zur Parallelschaltung, wenn ich eine der Lampen einfach rausnehme? Naja, der Gesamtwiderstand wird im Vergleich zur Parallelschaltung größer. Die Spannung bleibt aber trotzdem gleich, also 6V. Naja und dementsprechend, weil der Widerstand größer geworden ist, muss der Strom kleiner werden. Und ein kleinerer Strom bedeutet, dass die Lampe dunkler leuchtet. So, jetzt haben wir uns schon mit Reihenschaltung beschäftigt und mit Parallelschaltung, und jetzt machen wir Folgendes: Wir bauen hinter die Parallelschaltung noch eine weitere Lampe an. Dann haben wir eine Mischung aus einer Reihenschaltung hier und einer Parallelschaltung. Um nun zu verstehen was passiert, betrachten wir diese Schaltung erst mal nur als eine Reihenschaltung. Also: der Widerstand. Der Widerstand der Lampe L3 ist ja wie immer 50Ω groß. Und der Widerstand von den Lampen 2,1 zusammen, haben wir ja eben schon berechnet, ist 25Ω groß. Und in einer Reihenschaltung addiert man ja einfach die Widerstände zusammen, das heißt, der Gesamtwiderstand dieser Schaltung beträgt 75Ω. Kommen wir jetzt zum Strom. Den Gesamtstrom, oder den Strom I0, können wir mit dem ohmschen Gesetz berechnen, also UGes=RGes×I0. Und nach I0 auflösen und einsetzen ergibt dann 6V/75Ω. Und das ergibt dann für den Strom I0=0,08A. Und der Strom ist ja in einer Reihenschaltung überall gleich groß, das heißt I0=I1=I2. Ihr seht also, es fließt mehr Strom, als in der Reihenschaltung vom Anfang, aber weniger, als in der Parallelschaltung danach. So. Nun die Spannung. Die Spannung teilt sich in einer Reihenschaltung ja immer auf. Berechnen wir also erst mal die Spannung an der Lampe 3. Nehmen wir dazu das ohmsche Gesetz, also U2=50Ω×0,08A. Und das ergibt dann U3=4V. Wie ich schon gesagt hatte: Die Teilspannungen addieren sich ja zur Gesamtspannung und jetzt wollen wir noch die Spannung an den Lampen 2 und 1 herausfinden und die ergibt sich dann zu 2V. So, jetzt haben wir also alle Größen in der Reihenschaltung ausgerechnet. Und wie haben sich jetzt die Größen im Vergleich zur Reihenschaltung vom Anfang verändert? Also ich hatte ja schon gesagt, dass der Strom größer geworden ist. Deswegen leuchtet auch die Lampe L3 jetzt heller. Der Gesamtwiderstand ist aber kleiner geworden, dank der Parallelschaltung. Ja und bei den Spannungen ist es so, dass die sich nur anders aufgeteilt haben, denn die Gesamtspannung ist ja gleich geblieben. Und an U3 liegen jetzt 4V, das heißt, das ist mehr als am Anfang. Gehen wir jetzt mal weg von der Reihenschaltung und betrachten mal die Parallelschaltung, was da so drin passiert. Dazu wischen wir mal alles Unwichtige weg. An der Parallelschaltung liegen 2 Volt-Spannung an. Und der Gesamtwiderstand dieser Schaltung beträgt 25Ω. Und der Strom? Der teilt sich nun auf, und zwar teilt der sich gerecht auf, denn die Widerstände sind ja beide auch gleich groß. Das heißt, durch jedes Kabel fließen 0,04A. Und das ist jetzt insgesamt viel weniger, als bei der Parallelschaltung davor. Klar, es lag ja auch eine viel kleinere Spannung an. Und klar, auch hier kann ich wieder Lampen entfernen, z. B. L2 und dann erhalten wir wieder eine ganz normale Reihenschaltung wieder. Ich kann aber auch L3 entfernen und dann ist das wie bei einer Reihenschaltung: Wenn ein Glied ausfällt, dann fallen alle aus. Also nichts leuchtet mehr dann. Gut, ich hoffe ihr konntet mit dieser Aufgabenart etwas anfangen und ich habe euch ein wenig geholfen. Danke fürs Zuschauen, tschüss.

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8 Kommentare
  1. 34gwu95

    wieso ist das 0,03 A ??

    Von Jarne 2, vor 11 Monaten
  2. Default

    sehr gut

    Von Lutz 4, vor mehr als einem Jahr
  3. Karsten

    Die zweite Erklärung ist die richtige für den hier gemeinten Fall. Die 50 Ohm beziehen sich nur auf eine Lampe.

    Von Karsten Schedemann, vor etwa 2 Jahren
  4. Muhammed ali

    0:32 Der Widerstand der "beiden" Lampen soll 50 Ω sein. Hieße eigentich 25Ω+25Ω = 50Ω, oder aber der Widerstand der "einzelnen" Lampen soll 50Ω sein, dann wäre es wie im Video angezeigt mit 50Ω+50Ω=100Ω korrekt.

    Von Sweat Technique, vor etwa 2 Jahren
  5. Nikolai

    Ihr zwei habt recht! Sandra hat sich hier ein wenig verrechnet. I=0,06A ist die richtige Antwort!

    Von Nikolai P., vor mehr als 3 Jahren
  1. Default

    Ja habe ich auch raus ....

    Von Humira Hamidiar, vor mehr als 3 Jahren
  2. Default

    Hey,
    ist der Strom in der ersten Aufgabe nicht eigentlich 0,06 A??

    Von Joaquin.Steinhäuser, vor fast 4 Jahren
  3. 099

    Klasse danke:D

    Von Lara1508, vor mehr als 4 Jahren
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