Aufgabe zum Spannungsteiler

Wissenschaft Physik
#1

Hallo alle,
Ich sitze gerade schon länger an einer Aufgabe zum Spannungsteiler. Und zwar:
„An eine Spannungsquelle mit U = 12V soll ein Verbraucher mit Uv = 3,5V über einer Spannungsteilerschaltung angeschlossen werden. Bei Kurzschluss am Verbraucheranschluss sollen Ik = 0,25A fließen. Wie groß sind R1 und R2?“

Mein Ansatz ist schonmal folgender:
Bei Uv = 3,5V, die Parallel zu R2 geschaltet sind, wird klar, dass an R1 schonmal 8,5V abfallen müssen. Da bei Kurzschluss die Parallelschaltung von Rv und R2 0 ist, gilt also an R1 = 8,5V / 0,25A = 34Ohm.
Nun habe ich auf der Parallelschaltung von Rv und R2 noch meine 3,5V Verbraucherspannung. Nun habe ich gedacht, dass die ganze Schaltung 12V / 0,25A = 48Ohm haben müsste.
Damit wäre der Widerstand der Kombination von Rv und R2 14 Ohm. Ab da hänge ich allerdings leider.

Wäre schön, wenn mir jmd. einen kleinen Tipp geben könnte.
Danke

Kina

#2

Moin, kinaiii,

„An eine Spannungsquelle mit U = 12V soll ein Verbraucher mit
Uv = 3,5V über einer Spannungsteilerschaltung angeschlossen
werden. Bei Kurzschluss am Verbraucheranschluss sollen Ik =
0,25A fließen. Wie groß sind R1 und R2?“

Bei Kurzschluss stehen 12 V über R1 an, mit dem Ik lässt sich R1 bestimmen. Dann aber wird’s ominös: Der Wert von R2 || Rv ergibt sich noch aus Uv / Nennstrom, und das war’s. Ist die Aufgabe etwa unvollständig?

Gruß Ralf

#3

Guten Tag,
Die Aufgabenstellung habe ich 1:1 aufgeschrieben, ich habe mich auch erst gefragt, ob da was fehlt, es sind aber keine anderen Angaben enthalten.
Dass die Aufgabenstellung falsch ist, möchte ich aber nicht behaupten, da sie aus einer Klausur an meiner FH stammt.
Trotzdem weiß ich nicht, wie ich damit auf R2 kommen soll.

#4

Hallo

Wenn da nichts zum Verbraucher steht, kann man nur von Null Strom ausgehen.
Dann ist der erste Widerstand 12V/0,25A = 48 Ohm.
Der zweite errechent sich aus 48 Ohm/8,5V*3,5V weil jetzt nur noch 8,5V an 48 Ohm abfallen.
Falls der Verbraucher doch einen Strom zieht bleibt der Gesamtwiderstand dennoch 19,76 Ohm. Nur verteilt er sich auch Lastwiderstand und Parallelwiderstand.

Gruß
Hevo

#5

Hi kinaiii,

vorausgesetzt, wir sprechen von dieser Schaltung:

 o---------------------------+
12 V |
 o------ R1----.---- R2 -----.
 | |
 o--- Rv -----o

mit R<sub>1</sub> = 48 Ω, I<sub>1</sub> = 0,177 A

dann weiß ich nicht weiter. Die Parallelschaltung hat 19,76 Ω :frowning:

Gruß Ralf

#6

Hallo auch,

„An eine Spannungsquelle mit U = 12V soll ein Verbraucher mit
Uv = 3,5V über einer Spannungsteilerschaltung angeschlossen
werden. Bei Kurzschluss am Verbraucheranschluss sollen Ik =
0,25A fließen. Wie groß sind R1 und R2?“

Mein Ansatz ist schonmal folgender:
Bei Uv = 3,5V, die Parallel zu R2 geschaltet sind, wird klar,
dass an R1 schonmal 8,5V abfallen müssen. Da bei Kurzschluss
die Parallelschaltung von Rv und R2 0 ist, gilt also an R1 =
8,5V / 0,25A = 34Ohm.

Nöö, wenn Rv parallel zu R2 liegt und kurzgeschlossen ist…wird ja R2 überbrückt…also R1=Uges./Ik = 48Ohm

Nun habe ich auf der Parallelschaltung von Rv und R2 noch
meine 3,5V Verbraucherspannung. Nun habe ich gedacht, dass die
ganze Schaltung 12V / 0,25A = 48Ohm haben müsste.

R1(48Ohm) zu R2(xOhm) verhält sich wie U1(8,5V) zu U2(3,5V)
ergo
R2=R1/U1*U2
R2=19,76Ohm
Rges.=67,76Ohm

Gegenrechnung
Rges.=67,76Ohm
Uges.=12V
Iges.=0,177A
U1=48Ohm*0,177A=8,496V
U2=19,76Ohm*0,177A=3,497V

Damit wäre der Widerstand der Kombination von Rv und R2 14
Ohm. Ab da hänge ich allerdings leider.

vergiss es…es ist nur Theorie…es geht nnur um die Rechnung bzw. Rechenweg.

Gruß Angus

#7

Super, vielen Dank an alle!
Jetzt sehe ich auch den Fehler in meiner Überlegung. Manchmal hat man einfach ein Brett vor dem Kopf :c

Grüße
kina

#8

Hi kina,

verrätst Du uns auch die Lösung?

Gruß Ralf

#9

Die schlussendliche Lösung sieht so aus, wie angus sie gepostet hat.
Wenn Rv parallel R2 = 0 ist, muss R1 = 12V / 0,25A = 48 Ohm haben.
Damit fließen bei 8,5V Spannungsabfall an R1 noch 0,177A auf der Leitung.
Da es aber keine weiteren Bedingungen zu Rv gibt, muss man annehmen, dass die 0,177A auch durch R2 fließen. damit ergibt sich 3,5v / 0,177A = 19,77Ohm.

Ich hatte mich auch gefragt, ob man da nicht noch beachten muss, dass an einer Parallelschaltung ja Igesamt = I1 + I2 gilt. Da aber nichts davon angegeben ist, muss man das wohl so vereinfachen.

#10

Moin, kina,

Die schlussendliche Lösung sieht so aus, wie angus sie
gepostet hat.

diese schlussendliche Lösung setzt voraus, dass Rv unendlich groß ist, mit anderen Worten, gar nicht existiert.

Jetzt müssen wir nur noch rauskriegen, warum er in der Aufgabe genannt wird :smile:))

Gruß Ralf

#11

Jetzt müssen wir nur noch rauskriegen, warum er in der Aufgabe
genannt wird :smile:))

Ich denke, die einzige Funktion von Rv in der Aufgabenstellung sind die 3,5V betriebsspannung, ohne die man ja die Gesamtstromstärke nicht errechnen könnte, weil man dann nicht wüsste, wieviel Spannung an R1 hängen bleiben muss : )

#12

Jetzt müssen wir nur noch rauskriegen, warum er in der Aufgabe
genannt wird :smile:))

Ich denke, die einzige Funktion von Rv in der Aufgabenstellung
sind die 3,5V betriebsspannung, ohne die man ja die
Gesamtstromstärke nicht errechnen könnte, weil man dann nicht
wüsste, wieviel Spannung an R1 hängen bleiben muss : )

Ach so, eine Scherzaufgabe, in der das Wort Spannungsteiler auch bloß zur Verwirrung auftaucht. Na dann …