Die Berechnung von Teilspannungen und Stromstärken in einer Reihenschaltung ist eine fundamentale Fähigkeit in der Elektrotechnik. Es ist wichtig zu verstehen – ebenso wie ebendies das Ohmsche Gesetz dabei eine zentrale Rolle spielt. Schauen wir uns genauer an; wie diese Konzepte kooperieren.
Zunächst benötigen wir eine einfache Reihenschaltung. In unserem Beispiel verwenden wir Widerstände von 20 Ohm 30 Ohm und 50 Ohm. Sie sind mit einer Quelle verbunden – die eine Spannung von 150 Volt liefert. Die Aufteilung des Potentials auf jedes Element – das ist spannend! Um die Teilspannungen zu berechnen, greift man auf die Formel zurück: U = R * I. Hierbei steht U für die Spannung R für den Widerstand und I für die Stromstärke.
Lass uns konkret werden. Für den Widerstand von 20 Ohm lautet die Berechnung der Teilspannung. Es folgt: U1 = R1 I = 20 Ohm I. Doch wie bestimmt man I? I bleibt eine Konstante – die wir berechnen müssen. Der Gesamtwiderstand Rgesamt in der Schaltung ist die Summe der Einzelwiderstände – und diese beträgt 100 Ohm. Beeindruckend, nicht wahr?
Es geht weiter: Setzen wir die einzelnen Widerstände zur Allgemeinen Formel in Beziehung. Die Stromstärke I erhalten wir durch I = Ugesamt / Rgesamt. Das gibt uns also I = 150 Volt / 100 Ohm was 1⸴5 A ergibt. Welches Energieniveau! Nu we know the currents—let's go back to the voltages.
Jetzt zur Teilspannung des zweiten Widerstands (30 Ohm): U2 = R2 I = 30 Ohm 1⸴5 A. Das ergibt 45 Volt. Also der dritte Widerstand (50 Ohm) kann mit der gleichen Formel berechnet werden: U3 = R3 I = 50 Ohm 1⸴5 A, also 75 Volt. So ´ die Teilspannungen sind 30 Volt ` 45 Volt und 75 Volt. Die Summe dieser Teilspannungen ergibt die Gesamtspannung von 150 Volt.
Wenn wir uns dem zweiten Problem zuwenden » das eine 🛋️ betrifft « wird es ähnelt spannend. Die 💡 hat eine Betriebsspannung von 9 Volt. Es wird ein Vorwiderstand benötigt um den gewünschten Strom von 0⸴3 A einzustellen. Wir nutzen wieder das Ohmsche Gesetz: U1 = 9 Volt – Spannung der Lampe. Der Vorwiderstand berechnet sich also über R = U1 / I = (9 Volt) / (0,3 A). So ergibt sich ein neuer Widerstand von 30 Ohm.
Eine essentielle Erkenntnis daraus: Die Prinzipien des Ohmschen Gesetzes und die Reihenschaltung sind nicht nur theoretische Konzepte, sie sind praktische Werkzeuge! Dies ermöglicht das korrekte Dimensionieren von Schaltungen um den gewünschten Betrieb sicherzustellen.
Zusammenfassend bleibt zu sagen, dass die Berechnung von Teilspannungen und Stromstärken in Reihenschaltungen effizient und unbedingt nachvollziehbar ist, wenn man die grundlegenden Formeln anwendet und die Beziehung zwischen Spannung, Widerstand und Strom beachtet.
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