Elektrischer Strom - Reihen- und Parallelschaltung, Physikübungen

Helligkeiten, Spannungen und Stromstärken in Reihen- und Parallelschaltungen, Vorwiderstand - Gesamtaufgabenbestand (lehrplanunabhängig) - 34 Aufgaben in 7 Levels

Hilfe
  • Hilfe speziell zu dieser Aufgabe
    Der Stromkreis ist unterbrochen durch den offenen Schalter.
  • Kein geschlossener Stromkreis bedeutet kein Stromfluss.
  • Beispiel
    Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe:
  • Hilfe zum Thema
    Modell des elektrischen Stromkreises:
    das Wasserstromkreismodell

    Wasserstromkreis Elektrischer Stromkreis
    Wasserrohre Draht
    Ventil Schalter
    Wasserrad Lampe
    Durchflusszähler Stromstärkemessgerät
    Pumpe Elektrizitätsquelle
    Wasserteilchen Elektronen
    Wasserstromstärke:
    Wassermenge pro Zeiteinheit    		 Elektrische Stromstärke:
    Ladungsmenge pro Zeiteinheit
  • Weitere Hilfethemen

Aufgabe

Aufgabe 1 von 10 in Level 1
  • Gib an, welche Lampen leuchten.
    • graphik

    keine leuchtet
    \(L_1\) leuchtet
    \(L_2\) leuchtet
    beide leuchten
Beispiel
Beispiel-Aufgabe
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Stoff zum Thema
Modell des elektrischen Stromkreises:
das Wasserstromkreismodell

Wasserstromkreis Elektrischer Stromkreis
Wasserrohre Draht
Ventil Schalter
Wasserrad Lampe
Durchflusszähler Stromstärkemessgerät
Pumpe Elektrizitätsquelle
Wasserteilchen Elektronen
Wasserstromstärke:
Wassermenge pro Zeiteinheit		 Elektrische Stromstärke:
Ladungsmenge pro Zeiteinheit
Beispiel
Gib an, welche Lampen leuchten.
graphik

▇ keine leuchtet
▇ \(L_1\) leuchtet
▇ \(L_2\) leuchtet
▇ beide leuchten

Schaltungen aufbauen

  1. Lege alle Bauteile und Messgeräte sinnvoll aus.
  2. Starte mit dem einfachsten Weg vom Plus- zum Minuspol.
  3. Ergänze weitere (parallele) Zweige.
  4. Lass deine Schaltung von deiner Lehrkraft überprüfen.
  5. Baue die Elektrizitätsquelle ein.
Beispiel
Die Lampen wurden an eine leere Batterie angeschlossen. Wähle die richtige(n) Aussage(n) aus.

graphik

▇ Bei voller Batterie würde die obere Lampe leuchten.
▇ Bei voller Batterie würde die untere Lampe leuchten.
▇ Die Lampen sind parallel geschalten.
▇ Die Lampen sind in Reihe geschalten.
▇ Der Stromkreis ist nicht geschlossen.

Reihenschaltung
Bauteile wie auf einer Schnur hintereinander aufgereiht sind in Reihe geschaltet.

  • Durch jedes Bauteil fließt die gleiche Stromstärke:
    \(I=I_1=I_2=\ldots\)
  • Bei jedem Bauteil fällt je nach Widerstand unterschiedlich Spannung ab. Addiert man alle Spannungen, erhält man die Gesamtspannung:
    \(U=U_1+U_2+\ldots\)

Parallelschaltung
Bauteile "nebeneinander" im verzweigten Stromkreis sind parallel geschaltet.

  • Bei jedem Bauteil fällt die gleiche Spannung ab:
    \(U=U_1=U_2=\ldots\)
  • Die Stromstärke, die durch ein Bauteil fließt, hängt von dessen Widerstand ab. Addiert man alle Stromstärken, erhält man die Gesamtstromstärke:
    \(I=I_1+I_2+\ldots\)

Beispiel 1
graphik
Nenndaten der Lampe: \(4,5~\mathrm{V}\) / \(0,5~\mathrm{A}\)
Batterie: \(6,0~\mathrm{V}\)
Bestimme den Widerstandswert des ohmschen Widerstands so, dass die Nenndaten der Lampe erreicht werden.
Beispiel 2
graphik
Gegeben:
\( \begin{aligned} I_G &= 0,10~\mathrm{A}\\ R_1 &= 1,0~\mathrm{\Omega}\\ R_2 &= 2,0~\mathrm{\Omega} \end{aligned} \)
Berechne alle fehlenden Werte. Runde auf die gültigen Ziffern.
Beispiel 3
graphik
Gegeben:
U
G
=
12
 
V
R
1
=
1,0
 
Ω
    
    
R
2
=
2,0
 
Ω
Berechne alle fehlenden Werte. Runde auf geltende Ziffern.

Stromstärke und Spannung bei Reihen- und Parallelschaltung

Stromstärke:
  • In einem unverzweigten Stromkreis ist die Stromstärke an jeder Stelle gleich groß.
  • An einem Verzweigungspunkt teilt sich der elektrische Strom auf: Die Summe der Teilstromstärken ergibt den Gesamtstrom (im unverzweigten Teil).
Spannung:
  • Die Spannung misst eine Potenzialdifferenz. Alle miteinander verbundenen Leiter sind auf dem selben Potenzial. Daher fällt an zwei parallel geschalteten "Verbrauchern" dieselbe Spannung an.
  • Sind zwei "Verbraucher" in Reihe geschaltet, so fällt an jedem eine Teilspannung ab, die in der Summe die Gesamtspannung der Spannungsquelle ergeben.
Beispiel 1
Helligkeitsvergleich von (baugleichen) Lampen an derselben Spannungsquelle:
1. Wie hell leuchten zwei parallel geschaltete Lampen im Vergleich zu einer baugleichen einzelnen Lampe an der selben Spannungsquelle?
2. Wie hell leuchten zwei in Reihe geschaltete Lampen im Vergleich zu einer baugleichen einzelnen Lampe an der selben Spannungsquelle?
Beispiel 2
In folgender Schaltung (s. Bild) wird 
U
1
=
4 V
 und 
U
=
U
ges
=
12 V
 gemessen.
graphik
In folgender Schaltung (s. Bild) wird 
I
=
I
ges
=
0,4 A
 und 
I
2
=
150 mA
 gemessen.
graphik
Was zeigen die anderen Strom- und Spannungsmessgeräte an?