Elektrischer Strom - Widerstand, Physikübungen

Widerstand, ohmsches Gesetz, einfache Stromkreise, Kennlinien - Gesamtaufgabenbestand (lehrplanunabhängig)

Hilfe
  • Hilfe speziell zu dieser Aufgabe
    Verwende die Formel R=U/I. Runde das Ergebnis auf drei geltende Ziffern.
  • Stelle die Formel U = R ⋅ I nach der fehlenden Größe um. Setze die bekannten Größen ein. Runde das Ergebnis auf die kleinsten in der Rechnung vorkommenden geltenden Ziffern.
  • Der elektrische Widerstand eines Bauteils ist ein Maß dafür, wie stark das Bauteil den Stromfluss hemmt bzw. behindert. Bei vielen Bauteilen verändert sich der Widerstandswert mit steigender Temperatur (z. B. Glühdraht einer Lampe). Es gibt Bauteile, die ihren Widerstandswert nicht verändern. Sie heißen Ohmsche Widerstände.
    Zusammenhang zwischen Widerstand R, Spannung U und Stromstärke I in einem Stromkreis:
    R = U/I ⇔ U = R · I ⇔ I = U/R
TIPP Beispiel-Aufgabe: Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe. Klicke dazu auf "Hilfe zu dieser Aufgabe" unterhalb der Aufgabe.

Berechne die fehlende Größe und runde das Ergebnis auf geltende Ziffern.

  • graphik
    Hannah hat bei der obigen Schaltung eine Batterie mit 
    12,0
     
    V
     benutzt und misst eine Stromstärke von 
    0,550
     
    A
    . Der ohmsche Widerstand berechnet sich daher zu
     
    Ω
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Der elektrische Widerstand eines Bauteils ist ein Maß dafür, wie stark das Bauteil den Stromfluss hemmt bzw. behindert. Bei vielen Bauteilen verändert sich der Widerstandswert mit steigender Temperatur (z. B. Glühdraht einer Lampe). Es gibt Bauteile, die ihren Widerstandswert nicht verändern. Sie heißen Ohmsche Widerstände.
Zusammenhang zwischen Widerstand R, Spannung U und Stromstärke I in einem Stromkreis:
R = U/I ⇔ U = R · I ⇔ I = U/R
Beispiel
Bei einem Stromkreis mit einem (ohmschen) Widerstand mit 
R
=
23,00
 
Ω
 wurde eine Gesamtspannung von 
U
=
6,00
 
V
 gemessen. Wie hoch ist die Stromstärke? Runde auf geltende Ziffern.
Kennlinie
Stellt den Zusammenhang zweier Größen eines Bauteils graphisch in einem Koordinatensystem dar.
Beispiel: Eine U-I-Kennline einer Glühlampe stellt den Zusammenhang zwischen der Spannung und der Stromstärke einer Glühlampe dar. Je nachdem, welche Spannung man an der Glühlampe anlegt, stellt sich eine bestimmte Stromstärke ein, die man aus der Kennlinie ablesen kann.
Beispiel 1
Zeichne aus den Messwerten die U-I-Kennlinie des Bauteils und lies dann den fehlenden Wert ab.
Messwerte einer Glühlampe:
U [V]
0
1,0
2,0
3,5
5,0
8,0
I [mA]
0
35
50
60
70
Beispiel 2
Bestimme den Widerstandswert der Glühlampe bei einer Spannung von 
1,0
 
V
 mithilfe ihrer U-I-Kennlinie.
graphik
Gesamtwiderstand in Reihen- und Parallelschaltung
In Stromkreisen mit mehreren Widerständen kann der Gesamtwiderstand \(R_{ges}\) (Ersatzwiderstand) berechnet werden.

Für n Widerstände \(R_1, R_2,\dots R_n\) gilt:
  • in Reihenschaltung:
    \(R_{ges}=R_1+R_2+\dots+R_n\)
  • in Parallelschaltung:
    \(\dfrac{1}{R_{ges}}=\dfrac{1}{R_1}+\dfrac{1}{R_2}+\dots+\dfrac{1}{R_n}\)
In komplexeren Schaltungen müssen beide Formeln kombiniert werden.
Beispiel
Berechne jeweils den Gesamtwiderstand:
1. Drei in Reihe geschaltete 50 Ω Widerstände.
2. Drei parallel geschaltete 50 Ω Widerstände.
3. Zwei in Reihe geschaltete 50 Ω Widerstände, denen ein dritter 50 Ω Widerstand parallel geschaltet ist.