Vorschau Übungen zu Ersatzwiderständen (BM2)

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1 Page 1 of 10 Repetitorium Physik (gymnasiale Matura) Sie sind angemeldet als Admin User (Logout) mathepauker RepPhys Tests Übungen zu Ersatzwiderständen (BM2) Versuch 1 Test bearbeiten Info Ergebnisse Vorschau Bearbeiten Vorschau Übungen zu Ersatzwiderständen (BM2) Erneut starten 1 /3 Wenn ich einen Widerstand R 1 an eine Spannung von 9 V anschliesse, so fliesst ein Strom von 375 ma. Ich möchte aber, dass ein Strom von 250 ma fliesst. Dazu verwende ich einen geeigneten Widerstand R 2. Es gilt folgendes: R 1 = Ω. Ich muss einen zweiten Widerstand R 2 = Ω, den ich zu R 1 an die Spannungsquelle (von 9 V) anschliesse. 2 /3 Wenn ich einen Widerstand R 1 an eine Spannung von 9 V anschliesse, so fliesst ein Strom von 300 ma. Ich möchte aber, dass ein Strom von 500 ma fliesst. Dazu verwende ich einen geeigneten Widerstand R 2. Es gilt folgendes: R 1 = Ω. Ich muss einen zweiten Widerstand R 2 = Ω, den ich zu R 1 an die Spannungsquelle (von 9 V) anschliesse. 3 /2 Ich habe zwei Widerstände R 1 und R 2, wobei R 2 > R 1. Wenn ich die Widerstände in Serie an eine Gleichspannung 42 V anschliesse, so fliesst ein Strom von 0.42 A. Werden beide Widertstände in Serie an die gleiche Spannungsquell angeschlossen, so fliesst ein Strom von 2.0 A. Es gilt dann R 1 = R 2 = Ω Ω 4 /2 Ein Amperemeter hat einen Innenwiderstand von 54 mω. Ich möchte den Messbereich des Geräts mit einem kleineren Nebenwiderstand auf das Zehnfache vergrössern. Nur 10% des Stroms, der durch die Parallelschaltung von Messgerät und Nebenwiderstand fliesst, soll durch das Messgerät fliessen. Hierfür ist ein Nebenwiderstand von mω erforderlich. Der Ersatzwiderstand der Parallelschaltung ist dann mω.

2 Page 2 of 10 5 /9 Ein Amerikaner in Paris hat einen elektrischen Haartrockner und einen Toaster im Gepäck. Beide Geräte sind für eine Netzspannung von 110 V konstruiert. Die Netzspannung in Paris beträgt jedoch 230 V. Die Typenschilder besagen folgendes: Haartrockner: 110V / 750W Toaster: 110V / 500W Der Amerikaner ist ein scharfsinniger Tüftler. Er will die Geräte in Serie ans Netz (mit 230V) anschliessen und sie stets gleichzeitig betreiben. Dazu überlegen wir uns folgendes: Der Widerstand des Haartrockners beträgt Ω Der Widerstand des Toasters beträgt Ω Der Ersatzwiderstand der Serienschaltung beträgt Ω Durch die Serienschaltung fliesst ein Strom von A Die Netzspannung von 230 V wird aufgeteilt in Teilspannungen über den Einzelwiderständen wie folgt: U Haartrockner = V und U Toaster = V Die Geräte verbrauchen in der Serienschaltungen elektrische Leistungen wie folgt: P Haartrockner = kw (anstatt 0.75 kw) und P Toaster = kw (anstatt 0.5 kw) Von den beiden Geräten kann in der Serienschaltung am ehesten der zu hoher Spannung Schaden nehmen. infolge 6 /3 Ein elektrisches Gerät mit einem Typenschild 110V / 300W soll mithilfe eines Vorschaltwiderstands an einer Netzspannung von 230 V betrieben werden. Gerät und Vorschaltwiderstand werden dann in Serie angeschlossen. Es gilt folgendes: Durch die Serienschaltung fliesst ein Strom von A Auf dem Vorschaltwiderstand lastet eine Teilspannung von V Für den Vorschaltwiderstand gilt R Vorschaltwiderstand = Ω 7 /13 Eine Serienschaltung der fünf Widerstände R 1 = 12Ω, R 2 = 34Ω, R 3 = 48Ω, R 4 = 62Ω und R 5 = 84Ω wird an eine Gleichspannung von 120 V angeschlossen. Der Ersatzwiderstand der Schaltung beträgt Ω Durch die Serienschaltung fliesst ein Strom von A Über den Einzelwiderständen der Schaltung lasten dann Teilspannungen wie folgt: R 1 U 1 = V R 2 U 2 = V

3 Page 3 of 10 R 3 U 3 = V R 4 U 4 = V R 5 U 5 = V Die Serienschaltung verbraucht eine elektrische Leistung von Einzelwiderstände verbrauchen elektrische Leistungen wie folgt: W und die R 1 P 1 = W R 2 P 2 = W R 3 P 3 = W R 4 P 4 = W R 5 P 5 = W 8 /13 Eine Parallelschaltung der fünf Widerstände R 1 = 24Ω, R 2 = 32Ω, R 3 = 40Ω, R 4 = 60Ω und R 5 = 96Ω wird an eine Gleichspannung von 12 V angeschlossen. Der Ersatzwiderstand der Schaltung beträgt Ω Durch die Serienschaltung fliesst ein Strom von A Durch die Einzelwiderstände der Schaltung fliessen Ströme wie folgt: R 1 I 1 = A R 2 I 2 = A R 3 I 3 = A R 4 I 4 = A R 5 I 5 = A Die Prallelschaltung verbraucht eine elektrische Leistung von Einzelwiderstände verbrauchen elektrische Leistungen wie folgt: W und die R 1 P 1 = W R 2 P 2 = W R 3 P 3 = W R 4 P 4 = W R 5 P 5 = W 9 /3

4 Page 4 of 10 Zwei Widerstände R 1 und R 2 werden in Serie an eine Gleichspannung angeschlossen. Berechne jeweils die fehlende Grösse. a) R 1 = 10 Ω, R 2 = 15 Ω, U = 12 V, I = A b) R 1 = Ω, R 2 = 21 Ω, U = 24 V, I = 0.6 A c) R 1 = 17 Ω, R 2 = 33 Ω, U = V, I = 0.18 A 10 /15 Zwei Widerstände R 1 und R 2 werden in Serie an eine Gleichspannung angeschlossen. Berechne jeweils die fehlende Grösse. a) U = 12 V, I = A, U 1 = 8 V, U 2 = V, R 1 = 32 Ω, R 2 = Ω

5 Page 5 of 10 b) U = V, I = 0.4 A, U 1 = 12 V, U 2 = 8 V, R 1 = Ω, R 2 = Ω c) U = 25 V, I = A, U 1 = 15 V, U 2 = V, R 1 = Ω, R 2 = 20 Ω d) U = V, I = A, U 1 = 11 V, U 2 = 13 V, R 1 = 44 Ω, R 2 = Ω e) U = V, I = 0.6 A, U 1 = V, U 2 = 18 V, R 1 = 20 Ω, R 2 = Ω 11 /12 Zwei Widerstände R 1 und R 2 werden parallel an eine Gleichspannung angeschlossen. Berechne jeweils die fehlende Grösse. a) U = 9 V, I = 0.7 A, R 1 = 36 Ω, R 2 = Ω, I 1 = A, I 2 = A b) U = V, I = 0.9 A, R 1 = 25 Ω, R 2 = Ω, I 1 = 0.4 A, I 2 = A c) U = 12 V, I = 0.5 A, R 1 = Ω, R 2 = 60 Ω, I 1 = A, I 2 = A d) U = 24 V, I = A, R 1 = 60 Ω, R 2 = Ω, I 1 = A, I 2 = 0.25 A 12 /10

6 Page 6 of 10 Für obige Schaltung gilt folgendes: n R n U n I n P n 1 Ω V A W 2 15 Ω V 0.6 A W 3 Ω V 0.4 A W Für die (an die Schaltung) angelegte Spannung gilt U = 12 V. Bestimme in obiger Tabelle sämtliche Grössen. Für den Ersatzwiderstand der Schaltung gilt R Ers = Ω. 13 /13 Für obige Schaltung gilt folgendes: n R n U n I n P n 1 Ω V 0.9 A W 2 Ω 0.9 V A W 3 Ω V A W 4 6 Ω V 0.6 A W Für die (an die Schaltung) angelegte Spannung gilt U = 9 V. Bestimme in obiger Tabelle sämtliche Grössen. Für den Ersatzwiderstand der Schaltung gilt R Ers = Ω.

7 Page 7 of /3 Obenstehende Schaltungen enthält fünf gleiche Glühbirnen mit Widerstand R. Das Amperemeter misst eine Stromstärke von 0.19 A und das Voltmeter misste eine Spannung von 11.4 V. Dann gilt folgendes: Für den Widerstand R erhält man R = Ω. Der Ersatzwiderstand der Schaltung beträgt Ω. Für die an die Schaltung angelegte Spannung gilt U = V 15 /11 Bei obiger Schaltung mit acht Widerständen wird zwischen den Punkten A und B eine

8 Page 8 of 10 Gleichspannung von 110 V angelegt. Dabei fliesst durch die Schaltung ein Strom von 0.8 A. Sieben der acht Widerstände sind gegeben wie folgt: R 1 = 60Ω, R 2 = R 3 = R 4 30Ω, R 5 = 45Ω, R 6 = 200Ω und R 7 = 50Ω. Der achte Widerstand, R x, ist unbekannt. Für den Ersatzwiderstand der Schaltung gilt folgendes: R Ers = Ω = R x + Ω Daraus erhält man R x = erhält man folgendes: Ω. Für die Teilspannungen über den Einzelwiderständen R 1 U 1 = V R 2 U 2 = V R 3 U 3 = V R 4 U 4 = V R 5 U 5 = V R 6 U 6 = V R 7 U 7 = V R x U x = V 16 /14 Bestimme den Ersatzwiderstand für obige Schaltung. Die Einzelwiderstände sind gegeben wie folgt: R 1 = 70Ω, R 2 = 30Ω, R 3 = 90Ω, R 4 = 20Ω, R 5 = 60Ω, R 6 = 90Ω, R 7 = 45Ω, R 8 = 90Ω und R 9 = 15Ω. Antwort: R Ers = Ω Wenn an die Schaltung eine Spannung von 120 V angelegt wird, ergeben sich über den Einzelwiderständen folgende Teilspannungen:

9 Page 9 of 10 R 1 U 1 = V R 2 U 2 = V R 3 U 3 = V R 4 U 4 = V R 5 U 5 = V R 6 U 6 = V R 7 U 7 = V R 8 U 8 = V R 9 U 9 = V 17 /13 Bestimme den Ersatzwiderstand für obige Schaltung. Die Einzelwiderstände sind gegeben wie folgt: R 1 = 60Ω, R 2 = 50Ω, R 3 = 151Ω, R 4 = 100Ω, R 5 = 200Ω, R 6 = 40Ω, R 7 = 30Ω und R 8 = 120Ω. Antwort: R Ers = Ω Wenn an die Schaltung eine Spannung von 120 V angelegt wird, ergeben sich über den Einzelwiderständen folgende Teilspannungen: R 1 U 1 = V R 2 U 2 = V R 3 U 3 = V

10 Page 10 of 10 R 4 U 4 = V R 5 U 5 = V R 6 U 6 = V R 7 U 7 = V R 8 U 8 = V 18 /4 Ich habe einen 35 m langen Heizdraht. Wenn ich ihn ans Netz mit einer Spannung von 230 V anschliesse, so verbraucht er eine elektrische Leistung von 40 W. Ich möchte den Draht in zwei Stücke schneiden, so dass die beiden Drahtstücke parallel ans Netz angeschlossen zusammen eine elektrische Leistung von 200 W verbrauchen. Wie lang müssen dann die Drahtstüke sein und wie viel Leistung verbraucht jedes Stück Heizdraht? Antwort: Das längere Stück Draht misst m und verbraucht eine elektrische Leistung von W. Das kürzere Stück Draht misst m und verbraucht eine elektrische Leistung von W. Zwischenspeichern Seite bewerten lassen Abgabe Moodle-Dokumentation für diese Seite Sie sind angemeldet als Admin User (Logout) RepPhys

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