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1 Elektrischer Stromkreis eihenschaltung und Parallelschaltung Elektrischer Stromkreis eihenschaltung und Parallelschaltung Klasse : Name : Datum : Wir wollen zunächst einige rundlagen wiederholen. Elektrischer Stromkreis: Ein elektrischer Stromkreis ist eine Zusammenschaltung einer Spannungsquelle und verschiedener elektrischer Bauelemente. n einem geschlossenen Stromkreis sind die Bauelemente so miteinander verbunden, dass ein elektrischer Strom fließen kann. st dies nicht der Fall, spricht man von einem offenen Stromkreis. Aufgabe : Zeichnen Sie einen offenen und einen geschlossenen elektrischen Stromkreis bestehend aus einer Spannungsquelle, eines Widerstands und eines Schalters S. Offener Stromkreis eschlossener Stromkreis n einem geschlossenen elektrischen Stromkreis fließt ein elektrischer Strom. Diesem Strom wird nun eine ichtung zugewiesen. Noch bevor man wusste, wie genau dieser Stromfluss zustande kommt hat man die technische Stromrichtung vom Pluspol zum Minuspol der Spannungsquelle festgelegt. Doch heute weiß man, dass der Stromfluss durch elektrische Ladungsträger (freie Leitungselektronen) zustande kommt, welche sich vom Minuspol der Spannungsquelle zum Pluspol der Spannungsquelle bewegen. Diese Bewegungsrichtung der Ladungsträger nennt man die physikalische Stromrichtung, sie zeigt vom Minuspol zum Pluspol der Spannungsquelle. Aufgabe : Zeichnen Sie in obigen Stromkreis die technische Stromrichtung ( tech ) ein. Erweiterter elektrischer Stromkreis: Ein Stromkreis besteht in der egel aus mindestens einer Spannungsquelle und einem Widerstand. n elektronischen Schaltungen sind aber in der egel mehrere Widerstände ( ),,,... gleichzeitig an eine Spannungsquelle angeschlossen. Derartige Stromkreise bezeichnet man als erweiterte Stromkreise. Bei den erweiterten Stromkreisen ist zu unterscheiden zwischen Parallelschaltungen, eihenschaltungen (bzw. Serienschaltungen) sowie gemischten Schaltung von Widerständen.

2 Elektrischer Stromkreis eihenschaltung und Parallelschaltung eihenschaltung: Bei einer eihenschaltung werden zwei Widerstände und nacheinander in einem elektrischen Stromkreis an eine Spannungsquelle angeschlossen. Versuch : Stromstärke in der eihenschaltung. Benötigte eräte: Batterie =... Widerstände und Strommessgerät Steckbrett Verbindungsstecker Kabel Versuchsdurchführung: Schließen Sie das Strommessgerät an verschiedenen Stellen in den geschlossenen Stromkreis ein und bestimmen Sie die Stromstärke. Messung: = Die Stromstärke Versuchsaufbauten: Versuch : Spannungsabfall in der eihenschaltung. Benötigte eräte: Batterie mit =... Widerstände und Spannungsmessgerät Steckbrett Verbindungsstecker Kabel Versuchsdurchführung: Schließen Sie das Spannungsmessgerät parallel an den Widerstand und bestimmen Sie die an dem Widerstand abfallende Spannung bzw.. Messung: = = Versuchsaufbauten: Die Spannung......

3 Elektrischer Stromkreis eihenschaltung und Parallelschaltung Ersatzwiderstand bei einer eihenschaltung: Bei einer eihenschaltung bzw. Serienschaltung werden alle Widerstände vom gleichen = = durchflossen. Dabei treten an den hintereinandergeschalteten Strom ( ) Widerständen jeweils Spannungsabfälle ( und ) auf, deren Summe gleich der Spannung der Spannungsquelle ist. Es gilt also: = + mit = = folgt: = + Da aber = = = (durch beide Widerstände fließt der gleiche Strom) folgt nun: = + Kürzt man, dann erhält man den Ersatzwiderstand Ersatz = = + Ersatz Sind in einem derartigen Stromkreis die Spannung und der fließende esamtstrom bekannt, so kann daraus auch der esamtwiderstand ermittelt werden, mit dem die Spannungsquelle belastet wird. Dieser esamtwiderstand wird auch als Ersatzwiderstand bezeichnet. Hierunter ist ein Einzelwiderstand zu verstehen, der anstelle der in eihe geschalteten Widerstände die gleiche Wirkung hat. Aufgabe : Die Widerstände =... und =... sind in eihe an die Spannungsquelle =... (messen Sie dazu die Spannung ihrer Spannungsquelle) angeschlossen. Berechnen Sie die an den Widerständen abfallende Spannung und vergleichen Sie hre Ergebnisse mit ihren Messungen.

4 Elektrischer Stromkreis eihenschaltung und Parallelschaltung Parallelschaltung: Bei einer Parallelschaltung werden zwei Widerstände und nebeneinander in einem elektrischen Stromkreis an eine Spannungsquelle angeschlossen. Versuch : Stromstärke in der Parallelschaltung: Benötigte eräte: Batterie =... Widerstände und Strommessgerät Steckbrett Verbindungsstecker Kabel Versuchsaufbauten: Versuchsdurchführung: Schließen Sie das Strommessgerät an verschiedenen Stellen in eihe in den geschlossenen Stromkreis ein und bestimmen Sie die Stromstärke, und. Messung: = = = Die Stromstärke Man nennt obiges Ergebnis auch... Doch was ist nun mit den Spannungen und welche an den Widerständen und abfallen? Die Antwort finden Sie relativ leicht, indem Sie in obiger Parallelschaltung einfach mal einen Widerstand mit einem Blatt Papier abdecken. n einer Parallelschaltung gilt für die Spannungen, und :... 4

5 Elektrischer Stromkreis eihenschaltung und Parallelschaltung Parallelschaltung: Bei einer Parallelschaltung liegen alle Widerstände an der gleichen Spannungsquelle. Nach der Kirchhoffschen Knotenregel ergibt sich der von der aus der Summe Spannungsquelle zu liefernde esamtstrom der Einzelströme ( ; ). mit = + = = folgt: = + Da aber = = = (an jedem Widerstand liegt ja die Spannung an) folgt weiter: = + Kürzt man, dann erhält man den Ersatzwiderstand Ersatz = Ersatz = + Aufgabe 4: Die Widerstände =... und =... sind in einer Parallelschaltung an die Spannungsquelle =... angeschlossen. Berechnen Sie die durch die Widerstände fließenden Ströme und vergleichen Sie hre Ergebnisse mit ihren Messungen. 5

6 Elektrischer Stromkreis eihenschaltung und Parallelschaltung Aufgabe 5: Die Widerstände = 5Ω, = 5Ω und = 50Ω sind wie folgt an eine Spannungsquelle mit der Spannung = 6,0V angeschlossen. a) b) Berechnen Sie zunächst den Ersatzwiderstand der beiden Schaltungen. Ermitteln Sie nun die an den einzelnen Widerständen abfallenden Spannungen, und sowie die durch die einzelnen Widerstände fließenden Stromstärken, und. 6