R 1 = 10 Ω, R 2 = 20 Ω, R 3 = 30 Ω, U ges = 6 V. I ges = I 1 = I 2 = I 3 =... = I n. U ges = 6 V U 2 U 1 = 1 V U 2 = 2 V U 3 = 3 V

Transkript

1 Grundschaltungen - KOMPKT. eihenschaltung elektrischer Widerstände usgang Eingang ; usgang Eingang... ntersuchung des Stromverhaltens: 0 Ω, 0 Ω, 0 Ω, 6 00 m 00 m 00 m 00 m n der eihenschaltung ist die Stromstärke überall gleich groß: : :,, : Gesamtspannung in Gesamtstrom in Teilströme in... n ntersuchung des Spannungsverhaltens: 0 Ω, 0 Ω, 0 Ω, 6 6 :,, : Gesamtspannung in Teilspannungen in n der eihenschaltung ist die Gesamtspannung gleich groß wie die Summe der Teilspannungen: n Die größte Teilspannung fällt am größten Teilwiderstand ab, die Teilspannungen verhalten sich wie die dazugehörigen Teilwiderstände: Maschenregel (zweites Kirchhoffsches Gesetz): Die Summe aller Spannungen in einer Masche ist Null: Σ 0 Widerstandsverhalten: Der Gesamtwiderstand ( Ersatzwiderst.) der eihenschaltung ist so groß wie die Summe der Teilwiderstände: / Stand: Grundschaltungen - KOMPKT von 6

2 Bei der dartellten Schaltung zeigen der Strom- und der Spannungsmesser die Werte 500 m und 0 an. Welche Werte haben die beiden Widerstände und? geg.: 50 Ω; 0 ; 500 m; 0.:, Lös.: 0 Ω Ω. Parallelschaltung elektrischer Widerstände Eingang ( ; usgang ) Eingang ( ; usgang ) Eingang ; usgang ntersuchung des Spannungsverhaltens: 0 Ω, 0 Ω, 0 Ω, :,, : Gesamtspannung in Teilspannungen in n der Parallelschaltung ist die Spannung an allen Widerständen gleich groß:... n ntersuchung des Stromverhaltens: 0 Ω, 0 Ω, 0 Ω, 6, 0,6 0, 0, n der Parallelschaltung ist der Gesamtstrom gleich groß wie die Summe der Teilströme: : :,, : Gesamtspannung in Gesamtstrom in Teilströme in n / Stand: Grundschaltungen - KOMPKT von 6

3 Der größte Teilstrom fließt durch den kleinsten Widerstand, die Teilströme verhalten sich umgekehrt wie die dazugehörigen Teilwiderstände: Knotenregel (erstes Kirchhoffsches Gesetz): Die Summe aller in einen Knoten fließenden Ströme ist Null: Σ 0 Widerstandsverhalten: G 00 ms; G 50 ms; G, ms; G / 8, ms; Der Gesamtleitwert der Parallelschaltung ist so groß wie die Summe der Teilleitwerte: G G + G + G +... Der Kehrwert des Gesamtwiderstandes der Parallelschaltung ist so groß wie die Summe der Kehrwerte der Teilwiderstände: n der angegebenen Schaltung fließt bei offenem Schalter der Gesamtstrom, bei chlossenem Schalter,. Wie groß ist der Widerstandswert? geg.: 40 Ω; 60 Ω;, offen ;, chlossen,.: Lös.:, offen, offen Ω 0 Ω, chlossen, offen. Gemischte Schaltung (Gruppenschaltung) Erweiterte eihenschaltung Wird zu einer Parallelschaltung von Widerständen ein weiterer Widerstand in eihe chaltet, spricht man von einer erweiterten eihenschaltung. / Stand: Grundschaltungen - KOMPKT von 6

4 Erweiterte Parallelschaltung Wird zu einer eihenschaltung von Widerständen ein weiterer Widerstand parallel chaltet, spricht man von einer erweiterten Parallelschaltung. Die Gesetze von eihen- und Parallelschaltung gelten auch in Gruppenschaltungen. ufgrund der erschachtelung der Grundschaltungen muss bei der Schaltungsanalyse in der innersten Schachtel begonnen werden. Wie groß ist der Gesamtwiderstand und die Gesamtstromstärke der dartellten Schaltung? Wie groß sind die Spannungen an und die Stromstärken durch die einzelnen Widerstände? geg.: 00 Ω; 50 Ω; 50 Ω; 4 50 Ω; 5 50 Ω; 0.:,,,,, 4, 5,,,, 4, 5 Lös.: + 00 Ω Ω , 4 5 5, 05 5 Durch mzeichnen und dentifizieren enthaltener Grundschaltungen ergibt sich: 0 Ω, , , , 9, 6, Spannungsteiler nbelasteter Spannungsteiler Ein unbelasteter Spannungsteiler besteht aus zwei in eihe chalteten Widerständen und. Daher ist die Strom- und Spannungsverteilung in unbelasteten Spannungsteilern identisch mit der eihenschaltung: [wie auch: ] ( ) + / Stand: Grundschaltungen - KOMPKT 4 von 6

5 + + ( ) (Spannungsteilerregel) Belasteter Spannungsteiler Wird parallel zum Widerstand ein Lastwiderstand L chaltet, spricht man von einem belasteten Spannungsteiler. Durch niederohmige Spannungsteiler können veränderbare erbraucher mit einer relativ stabilen Spannung versorgt werden. llerdings darf ein Spannungsteiler nicht durch einen sehr kleinen Widerstand ( hohe Last) belastet werden. Es gilt die Faustregel: < 0 L q L 0 q > q > 0 (Querstromverhältnis) L : Laststrom q : Querstrom L Potenziometer Ein Spezialfall eines Spannungsteilers ist der stufenlos einstellbare Widerstand (Potenziometer). Mit seiner Hilfe lässt sich die usgangsspannung von 0 bis zur Betriebsspannung einstellen. Ein Spannungsteiler liegt an einer Betriebsspannung von. Er wird mit einem Lastwiderstand mit den Nenndaten 50 Ω und 00 m belastet. Der Querstrom q soll das 0fache des Laststroms betragen. Berechnen Sie die Widerstandswerte und. geg.: ; L 50 Ω; L 00 m; q 0 L.:, Lös.: L L 5 7 +, q L 6, 6 Ω 5 Ω q 5. Brückenschaltung Die sogenannte Wheatstonesche Messbrücke ist eine Parallelschaltung zweier Spannungsteiler. Die Messbrücke lässt sich zur Bestimmung eines unbekannten Widerstandes x einsetzen. Hierzu wird der Widerstand n verändert bis die Spannung der Brückendiagonale gleich Null ist. Die Brücke ist dann abgeglichen. m abgeglichenen Zustand gilt: n x / Stand: Grundschaltungen - KOMPKT 5 von 6

6 n x n x (bgleichbedingung) Zur Bestimmung des Widerstandes x soll die angegebene Schaltung benutzt werden. Zwischen den Punkten und 4 ist ein Schleifdraht mit konstantem Durchmesser angebracht. Bei der angegebenen Einstellung des bgriffs zeigt der Spannungsmesser 0 an. geg.: 45 Ω; / 4 5 / 65.: x Lös.: x 4 x 4 x 4, Ω / Stand: Grundschaltungen - KOMPKT 6 von 6