- Warum leuchtet ein Lämpchen mit 0,2 A nicht mehr, nachdem
ein zweites Lämpchen mit 0,07 A in den Stromkreis eingebaut
wurde? Die Lämpchen haben 25 bzw. 100 W.
isses ne hintereinander- oder ne parallelschaltung der beiden
lämpchen?
… und hast Du eine Spannungs- oder eine Stromquelle und welche Lampe hat welche Leistung?
Unterscheiden wir mal die acht möglichen Fälle:
- Spannungsquelle, Reihenschaltung und 0,2A-Lampe mit 25W
Um mit 0,2A eine Leistung von 25 Watt zu ziehen muß eine Spannung von 125V anliegen und die erste Glübirne hat einen Wiederstand von 625Ω.
Die zweite Glühbirne würde mit ihren 0,07A eine Leistung von 100 Watt haben, wenn eine Spannung von 1428V anliegt. Ihr Wiederstand beträngt 20,4kΩ.
Schalte ich die beiden Birnen nun bei 125V (die Betriebsspannung der ersten Birne) in Reihe, dann haben sie einen Gesamtwiederstand von 21kΩ und bei konstant bleibender Spannung fließt ein Strom von 5,94mA. Über der ersten Birne fällt jetzt eine Spannung von nur noch 3,7V ab, womit sie nur noch eine Leistung von 22 Milliwatt hat, was kaum noch zum Leuchten reichen dürfte. Über der zweiten Lampe fällt eine Spannung von 120V ab und ihre Leistung beträgt 0,72 Watt, was ebenfalls weit unter ihrer Nennleistung liegt.
→ Beide Lampen sind aus.
- Spannungsquelle, Reihenschaltung und 0,2A-Lampe mit 100W
Nennspannung der ersten Lampe: 500V
Wiederstand der ersten Lampe: 2500Ω
Nennspannung der sweiten Lampe: 357V
Wiederstand der zweiten Lampe: 5102Ω
Gesamtwiederstand: 7,6kΩ
Strom bei 500V: 65,7mA
Spannung über der ersten Lampe: 164V
Leistung der ersten Lampe: 10,8W
Spannung über der zweiten Lampe: 335V
Leistung der zweiten Lampe: 22W
→ Die erste Lampe glimmt nur noch, die zweite geht an.
- Spannungsquelle, Parallelschaltung und 0,2A-Lampe mit 25W
Eigenschaften der lampen wie bei 1.:
Nennspannung der ersten Lampe: 125V
Wiederstand der ersten Lampe: 625Ω
Nennspannung der sweiten Lampe: 1428V
Wiederstand der zweiten Lampe: 20,4kΩ
Diesmal liegt an beiden Lampen dieselbe Spannung von 125V an und es gilt:
Strom durch die erste Lampe: 0,2A
Leistung der ersten Lampe: 25W
Strom durch die zweite Lampe: 5,9mA
Leistung der zweiten Lampe: 0,74W
→ Die erste Lampe brennt unverändert weiter, während die zweite dunkel bleibt.
- Spannungsquelle, Parallelschaltung und 0,2A-Lampe mit 100W
Eigenschaften der Lampen wie unter 2. Diesmal liegt an beiden Lampen die Nennspannung der ersten lampe von 500V an.
Strom durch die erste Lampe: 0,2A
Leistung der ersten Lampe: 100W
Strom durch die zweite Lampe: 0,098A
Leistung der zweiten Lampe: 49W
→ Die erste Lampe leuchtet unverändert weiter, während die zweite hell aufleuchtet und durchbrennt.
- Stromquelle, Reihenschaltung und 0,2A-Lampe mit 25W
Eigenschaften der Lampen wie unter 1. Diesmal fließt durdch beide Lampen derselbe Strom von 0,2A.
Spannung über der ersten Lampe: 125V
Leistung der ersten Lampe: 25W
Spannung über der zweiten Lampe: 4200V
Leisting der zweiten Lampe: 840W
→ Die Stromquelle regelt die Spannung so hoch, daß die zweite Lampe durchbrennt, womit natürlich auch die erste erlischt.
- Stromquelle, Reihenschaltung und 0,2A-Lampe mit 100W
Eigenschaften der Lampen wie unter 2. Diesmal fließt durdch beide Lampen derselbe Strom von 0,2A.
Spannung über der ersten Lampe: 500V
Leistung der ersten Lampe: 100W
Spannung über der zweiten Lampe: 1020V
Leisting der zweiten Lampe: 204W
→ derselbe Effekt wie unter 5.
- Stromquelle, Parallelschaltung und 0,2A-Lampe mit 25W
Eigenschaften der lampen wie unter 1. Diesmal fließt der Strom von 0,2A durch die Parallelschaltung beider Lampen.
Gesamtwiederstand der Parallelschaltung: 606Ω
Gesamtspannung über beiden Lampen: 121V
Strom durch die erste Lampe: 0,194A
Leistung der ersten Lampe: 23,57W
Strom durch die zweite Lampe: 5,78mA
Leistung der zweiten Lampe: 0,7W
→ Die erste Lampe brennt weiter, die zweite bleibt dunkel.
- Stromquelle, Parallelschaltung und 0,2A-Lampe mit 100W
Eigenschaften der lampen wie unter 2. Diemal fließen die 0,2A durch eine Parallelschaltung beider Lampen.
Gesamtwiederstand der Parallelschaltung: 1678Ω
Gesamtspannung über beiden Lampen: 336V
Strom durch die erste Lampe: 0,134A
Leistung der ersten Lampe: 45W
Strom durch die zweite Lampe: 0,066A
Leistung der zweiten Lampe: 22W
→ Die erste Lampe brennt schwach weiter, die zweite leuchtet normal.
Der Aufgabenstellung nach kann es sich also nur um eine Reihenschaltung handeln. Wenn alle Lampen heil bleiben sollen sind sie darüber hinaus an eine Spannungsquelle angeschlossen und die 0,2A-Lampe hat eine Nennleistung von 25W.
