Spannungsteiler, Teilwiderstän < Elektrik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Sie wollen ein Kofferradio, das eine Gleichspannung von 9 V benötigt mit einer Autobatterie betreiben, die 12 V liefert. Sie verwenden daher einen Spannungsteiler.
a) Skizzieren Sie die Schaltung des Spannungsteilers
b) In welchem Verhältnis stehen die Teilwiderstände des Spannungsteilers, wenn das Radio ausgeschalten ist und an seinem Eingang 9 V anliegen?
c) Ohne Änderung am Spannungsteiler schalten sie nun das Radiogerät ein, dass einen Innenwiederstand Ri besitzt. Daraufhin sinkt die Spannung am Gerät ab. Welchen Wert nimmt sie an wenn Ri gleich demjenigen Teilwiderstand ist, über den die Spannung abgegriffen wird? |
Äh... ja..... ich hab nicht mal die kleinste Ahnung... ach so, ist auch eine Übungsaufgabe... die Ergebnisse sind b)1:3
und c) U=7,2V
Ich hab nichtmal eine Ahnung wie ich das zeichnen soll... Ich weiß, dass ein SPannungsteiler eine Reihenschaltung ist, die die Spannung aufteilt... Das heißt ja, es gehen 12V rein, sollen aber nur 9 V rauskommen.... Ich hab keine Ahnung wie ich das mit den Widerständen mache.. wie groß die sein sollen usw.... Von Aufgabe b) und c) ganz zu schweigen
Danke schonmal für Eure Hilfe
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Hallo!
Habt ihr den Spannungsteiler denn nicht behandelt?
Die Schaltung sieht so aus:
-----+
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+++
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| | R1
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+--------------+
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+++ +++
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| | R2 | | R_Last
+++ +++
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-----+--------------+
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===
Von links kommt Spannung in die Schaltung. Die beiden Widerstände [mm] R_1 [/mm] und [mm] R_2 [/mm] teilen die Eingangsspannung auf, sodaß zwischen der mittleren und unteren Leitung eine kleinere Spannung anliegt. Dabei kannst du dir überlegen, daß (ohne Lastwiderstand) [mm] \frac{U_\text{aus}}{U_\text{ein}}=\frac{R_2}{R_1+R_2} [/mm] gilt.
Nun hängt rechts aber ein Lastwiderstand, sprich dein Radio in der Schaltung. Daduch, daß durch dieses auch Strom fließt, stimmt das oben genannte Spannungsverhältnis nicht mehr, denn der Lastwiderstand ist ja parallel zu [mm] R_2. [/mm] Rechnerisch kannst du Lastwiderstand und [mm] R_2 [/mm] zusammenrechnen, und bekommst einen neuen Spannungsteiler mit einem anderen Widerstandsverhältnis.
Kommst du nun alleine weiter?
EDIT: Oha, da habe ich dir ja fast die Aufgabe gelöst... Nungut.
zur C: Mit der hier geposteten Aufgabenstellung ist diese Aufgabe nicht lösbar, denn es ist nach einem konkreten Zahlenwert gefragt, du hast aber kaum Zahenwerte für Radio und Widerstände angegeben.
Wenn z.B. die Widerstände des Teilers sehr klein sind, rauscht da sehr viel Strom durch. Wenn dann ein klein wenig Strom durchs Radio geht, ändert sich nichts. Wählst du dagegen sehr große Widerstände, wird die Spannung am Radio beim Einschalten zusammenbrechen.
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Mach Dir nix draus... ich kapiers trotzdem nicht... *gg*
Ich hab aber keinerlei andere Angaben. Die Aufgabe steht genau so auf meinem Blatt mit den dazu gehörigen Lösungen! Also keine Ahnung....
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:49 Fr 10.10.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
EH hat fuer c) uebersehen, dass der Innenwiderstand=lastwiderstand genauso gross sein soll wie der , den man vorher annahm.
Man hat vorher die Spannung R2/(R1+R2)*12V=9V daraus R1/R2=1/3
wenn man zu R2 einen gleichen Widerstand parallel schaltet, wird daraus Rp=R2/2
damit die Spannung: Damit dann R1/Rp=1/1,5=2/3
und damit Rp/(Rp+R1)=1,5/(1+1,5)=3/5
und 3/5*12V=7,2V
Hast du denn a und b verstanden?
sonst frag lieber noch mal. Aber sag, was du ueber Strom, Spannung und Widerstaende weisst oder verstanden hast!
Gruss leduart
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Du weißt doch, ich habe keine Ahnung.. also das was du zu c) geschrieben hast, kann ich einigermaßen nachvollziehen.
Fangen wir mal bei der Zeichnung an.
Ich gehe mal davon aus, die Stimmt so. Nun habe ich 12 V, die links reinkommen, dann habe ich 2 Widerstände. Was genau macht der Widerstand? Hält er Strom zurück oder teilt er wegen mir in 9 V und 3 Volt auf (so als Beispiel). Auf der Zeichnung hat es ja 2 Wege, wie der Strom zum Radio kommt... der eine ist zwischen dem 1. und dem 2. Widerstand, der andere nach dem 2.ten Widerstand.. Wie läuft denn nun der Strom?
Es ist so frustrierend... ich bin einfach eine Niete..aber irgendwie muss ich durchs Grundstudium durch..dann hab ich das hinter mir....
VIelen Dank
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Hallo!
Ist dir denn klar, was ein Widerstand ist, daß die an ihm anliegende Spannung und der dann durchfließende Strom über R=U/I gegeben ist?
Wir bräuchten - denke ich - jetzt erstmal eine Basis, von wo wir anfangen können, das zu erklären...
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:09 Fr 10.10.2008 | | Autor: | mmhkt |
Guten Abend,
weil ein Bild meistens mehr sagt als viele Worte, habe ich dir einen Aussschnitt aus dem Tabellenbuch Elektrotechnik, Europa-Verlag, angehängt.
Hier sind alle Teilspannungen, -ströme und Widerstände klar bezeichnet - auch die Richtungen - die Formeln zur Berechnung stehen daneben und eine vorgerechnete Beispielaufgabe gibts auch dazu.
Ich hoffe, das bringt etwas Licht ins Dunkel.
Zu deiner Frage: "Was genau macht der Widerstand?"
Ein Widerstand setzt, wie der Name schon sagt, dem Strom auf seinem Weg durch den Leiter Widerstand entgegen.
Der Vergleich mit einer Wasserleitung passt in der Elektrotechnik nicht immer, hier schon.
Stell dir eine Wasserleitung vor, durch die eine bestimmte Menge Wasser hindurchfließen soll.
Damit diese Menge am Ende herauskommt müssen der Rohrdurchmesser und die Leitungsverluste durch Rohrlänge, Bögen und Abzweigungen und Höhe der obersten
Entnahmestelle auf den vorhandenen Wasserdruck abgestimmt sein.
Du kannst dir vorstellen, dass mit jedem Meter Rohrlänge, mit jedem Bogen und T-Stück und mit jedem Meter Höhe die Anforderungen an den Druck am Eingang wachsen.
Jeder dieser Faktoren stellt einen Widerstand dar. An jedem Widerstand fällt der Druck etwas ab, bei schlecht ausgelegten Leitungen tröpfelt es am Ende nur noch.
Übertragen heißt das:
Der Wasserdruck ist die Spannung ( U ).
Die Wassermenge ist der Strom ( I ).
Die Rohrlänge und die anderen genannten Faktoren sind der Widerstand ( R ).
Damit der Strom also durch den Widerstand durchfließen kann, muss die Spannung vorne "drücken", damit die Elektronen sich ihren Weg bahnen können.
Dabei geht einem Teil der Spannung die Puste aus und hinter dem Widerstand ist nur noch ein Rest davon übrig.
Korrekt ausgedrückt heißt das so: Am Widerstand fällt Spannung ab.
Wieviel abfällt, hängt natürlich von der Höhe des Widerstandes ab.
Einfache Regeln hierzu:
Großer Widerstand - großer Spannungsabfall - kleiner Strom
Kleiner Widerstand - kleiner Spannungsabfall - großer Strom
Das wärs fürs erste in Kürze - ich hoffe, es ist einigermaßen verständlich geworden.
Schönen Gruß
mmhkt
[Dateianhang nicht öffentlich]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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Danke für die Erklärung... Ich hab jetzt verstanden wie die Schaltung funktioniert.
zu b) mir ist klar, dass es sich um einen unbelasteten Spannungsteiler handelt. Denn das Radio soll hier ja ausgeschalten sein. Das heißt hier gilt dann:
U_Teilspannung = [mm] \bruch{R_2}{R_1 + R_2} [/mm] * U_gesamt
9V = [mm] \bruch{R_2}{R_1 + R_2} [/mm] * 12V
Soweit so gut. Mir ist auch klar, dass ich in der Aufgabe nun das Verhältnis der Widerstände zueinander berechnen soll. Also z.B. der eine Widerstand ist 2 * so stark wie der andere. Richtig?
Ich weiß nun aber nicht wie ich das berechnen soll. Habe immer das Gefühl, mir fehlt eine Angabe.. Ich hätte nun eben [mm] R_1 [/mm] und [mm] R_2 [/mm] ausgerechnet und das dann ins Verhältnis gesetzt. Aber ich kann [mm] R_1 [/mm] und [mm] R_2 [/mm] ja nicht direkt berechnen. Dafür fehlen mir ja Angaben. Also wie rechne ich das aus?
Vielen Dank für Eure Geduld...
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Ähm... mal ne saublöde Frage... ich hab hier nun mal was gemacht... das kommt mir aber vieeeeeel zu einfach vor.... kann das stimmen?
Ich habe mir überlegt:
U_ges = 12 V
[mm] U_2 [/mm] = 9 V
daraus kann ich mir ja [mm] U_1 [/mm] ausrechnen, also
[mm] U_1 [/mm] = 3 V
Das Verhältnis von [mm] U_1 [/mm] zu [mm] U_2 [/mm] wäre ja nun 3 : 9, also 1 : 3
Das ist aber nicht richtig so oder? Das wäre ja zu einfach gedacht....
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:42 Sa 11.10.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Find ich gut, dass du das noch selbst rausgefunden hast. Und ja es ist richtig und wichtig. Physik ist eben oft einfach!!
Gruss leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:40 Sa 11.10.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Du hast hier 2 Moeglichkeiten:
a) nimm irgendeinen Widerstand fuer R1 z. Bsp [mm] 10\Omega
[/mm]
dann hast du
[mm] R2/(10\Omega+R2)=9/12=3/4
[/mm]
[mm] R2=90/12\Omega+3/4R2
[/mm]
[mm] 1/4R2=90/12\Omega
[/mm]
[mm] R2=360/12\Omega=30/Omega
[/mm]
b) du benutzt die andere Regel: 12V insgesamt, 9V an R2 also bleiben 12V-9V=3V fuer R1
da durch beide der Gleiche Strom I fliesst gilt fuer die spannungen : U1=R1*I ; U2=R2*I
also 9/3=U2/U1=R2/R1
also R2=3*R1
jetzr kannst du jeden wert fuer R1 nehmen und weisst R2 muss 3 mal so gross sein.
Ohne Belastung kannst du die Widerstaende beliebig aussuchen.
wenn nur der eine 3 mal so gross ist, wie der andere.
Nachteil: wenn R2 viel groesser ist als der Innenwiderstand deines Geraetes kriegst du beim anschliessen eine voellig andere Spannung.
deshalb muessen die Widerstaende eher kleiner als die Innenwdstd. des Geraetes sein, wenn man das wirklich verwenden will.
(Man verwendet so ne Spannungsteilung nicht fuer grosse Geraete, die nen kleinen Widerstand haben!)
Gruss leduart
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