Hallo, ich habe ein Verständnisproblem mit dem Ohm'schen Gesetz. Angenommen es gibt einen Stromkreis, der nur aus der Spannungsquelle und einem Widerstand besteht. Die Quelle liefert 0,1 Ampere mit 5 Volt. Um die Spannung in dem Schaltkreis am Widerstand abfallen zu lassen, benötige ich nach dem Ohm'schen Gesetz einen Widerstand von 5V / 0,1A = 50 Ohm. Mit dem gleichen Widerstand kann ich nach dem Ohm'schen Gesetz die Spannung aber auch in einem Stromkreis mit 150V und 3 Ampere abfallen lassen. Wie kann das sein? Im zweiten Fall liegt doch wesentlich mehr Strom an?
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Im ersten Fall verbrät der Widerstand 0,5 Watt und im zweiten Fall 450 Watt. P = U * I
Frank G. schrieb: > Die Quelle liefert 0,1 Ampere mit 5 Volt. Nein. Eine Quelle liefert soviel Strom wie der Stromkreis erlaubt, nicht soviel wie du definierst.
Frank G. schrieb: > Die Quelle liefert 0,1 Ampere mit 5 Volt. Um die > Spannung in dem Schaltkreis am Widerstand abfallen zu lassen, benötige > ich nach dem Ohm'schen Gesetz einen Widerstand von 5V / 0,1A = 50 Ohm. Denkfehler. Eine ideale Spannungsquelle vom 5V liefert immer die gleiche Spannung von 5V, egal was du dranhängst. Du suchst also nicht einen Widerstand, an dem diese Spannung abfällt. Sondern du suchst einen Widerstand, durch den bei 5V ein Strom von 0,1A fliesst. > Mit dem gleichen Widerstand kann ich nach dem Ohm'schen Gesetz die > Spannung aber auch in einem Stromkreis mit 150V und 3 Ampere abfallen > lassen. Nach obigem Schema umformuliert: Durch den gleichen Widerstand werden bei 150V 3A fliessen.
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Strommacher schrieb: > Frank G. schrieb: >> Die Quelle liefert 0,1 Ampere mit 5 Volt. > > Nein. Eine Quelle liefert soviel Strom wie der Stromkreis > erlaubt, nicht soviel wie du definierst. 1. Darum geht's hier nicht. Hat auch keiner nach gefragt. 2. Falsch. Er hat ein hypothetischen Stromkreis, mit einem Netzteil, dass er auf 5V und 100mA Strombegrenzung eingestellt hat. Oh und schon liefert die Quelle so viel, wie ich definiert habe... Daraus berechnet er richtig, um die gesamte Spannung abfallen zu lassen -> 50 Ohm. Wenn der Widerstand konstant bleibt und das Verhältnis von U*I auch gleich bleibt, dann fällt auch weiterhin die gesamte Spannung am Widerstand ab. Ist ja logisch, weil U = R*I. Was sich unterscheidet, ist die Leistung, die verbraten wird, wie schon geschrieben. Analog kann man überlegen, dann man mit einer großen Lochblende ein Bällebad über sich geschüttet bekommt und nur einzelen Bälle durchlässt. (Man ist selbst der Widerstand). Bei mehr Strom und Spannung werden viel mehr Bälle auf mich geschmiessen, so dass ich viel mehr gegen den Haufen drücken muss, obwohl ich weiterhin nur ein paar Bälle durchlasse. Diese zusätzliche Kraft, die ich brauche, ist eben die Leistung, die ich aufwänden muss.
rudi assauer schrieb: > Er hat ein hypothetischen Stromkreis, mit einem Netzteil, dass er auf 5V > und 100mA Strombegrenzung eingestellt hat. Das wäre dann aber keine Spannungsquelle, sondern eine kombinierte Spannungs- und Stromquelle. Die präzise Unterscheidung der Begriffe ist hier nicht ganz unwichtig.
Frank G. schrieb: > Im zweiten Fall liegt doch wesentlich mehr Strom an? Apropos Begriffe: Spannung liegt an, Strom fliesst. Nicht andersrum.
rudi assauer schrieb: > 1. Darum geht's hier nicht. Doch genau das ist definiert. Eine Spannungsquelle ist eine Spannungsquelle ist eine Spannungsquelle. Per Definition. Sonst ist es keine Spannungsquelle. Frank G. schrieb: > der nur aus der Spannungsquelle und einem ------------------^^^^^^^^^^^^^^^-------- > Widerstand besteht.
> Mit dem gleichen Widerstand kann ich nach dem Ohm'schen Gesetz die > Spannung aber auch in einem Stromkreis mit 150V und 3 Ampere abfallen > lassen. Wie kann das sein? Im zweiten Fall liegt doch wesentlich mehr > Strom an? Ist alles richtig so. Die Zusammenhänge sind Linear. Ein R=50 Ohm bezeichnet eben ein Widerstand der für jedes angelegte Volt 0.02 Ampere Fliessen lässt. Für 5V eben 0.1A, für 150V eben 3A, usw. Wo ein real vorliegender Widerstand seine Grenzen hat bezüglich Leistung (Wärmeabfuhr) und Spannungsfestigkeit, ist eine Geschichte für die nächste Lektion.
rudi assauer schrieb: > Wenn der Widerstand konstant bleibt und das Verhältnis von U*I auch > gleich bleibt, Der Widerstand beschreibt bereits das Verhältnis von Strom und Spannung. Es gibt also kein "und". Das Eine folgt bereits aus dem Anderen. > dann fällt auch weiterhin die gesamte Spannung am > Widerstand ab. Auch für ein Spannungsteiler gilt das Ohm'sche Gesetz und trotzdem fällt an den einzelnen Widerständen nicht die gesamte Spannung ab.
rudi assauer schrieb: > Er hat ein hypothetischen Stromkreis, mit einem Netzteil, dass er auf 5V > und 100mA Strombegrenzung eingestellt hat. Oh und schon liefert die > Quelle so viel, wie ich definiert habe... Du solltest mal die Ausgangsspannung von deinem Netzteil messen, wenn die Strombegrenzung in Aktion ist ... Dann wird auch dein Netzteil nicht mehr die eingestellte Spannung liefern
Wolfgang schrieb: > Du solltest mal die Ausgangsspannung von deinem Netzteil messen, wenn > die Strombegrenzung in Aktion ist ... Dann ist es allerdings auch keine Spannungsquelle mehr, sondern im Fall eines Labornetzteils eine Stromquelle.
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A. K. schrieb: > Dann ist es allerdings auch keine Spannungsquelle mehr, sondern im Fall > eines Labornetzteils eine Stromquelle. Strommacher schrieb: > Eine Spannungsquelle ist eine > Spannungsquelle ist eine Spannungsquelle. Per Definition. > Sonst ist es keine Spannungsquelle.
@Strommacher : Unterscheide zwischen (idealer) Spannungsquelle und Labornetzteil. Natürlich sind die Drehregler am Labornetzteil kein Lastwiderstand-wünsch-Dir-was. Ich meine damit, wenn man die Strombegrenzung am Labornetzteil hoch dreht, senkt man damit natürlich nicht den Lastwiderstand. Die meisten Labornetzteile sind entweder Strom- oder Spannungsquellen, die natürlich mit der Physik und ihrem Budget zu kämpfen haben, also nicht ideal sind. Gelungen finde ich die Idee bei Strom- und Spannungs- Einstellknopf je eine Led einzubauen. Und es leuchtet immer eine von beiden, je nachdem, ob jetzt die eingestellte Spannung ausgegeben wird oder der eingestellte Strom. Deshalb auch die Bezeichnung Begrenzung. Es kommt nicht mehr Spannung raus als eingestellt und es kommt nicht mehr Strom raus als eingestellt (zumindest so lange alles funktioniert ;-)). Aber je nach Last von einem der beiden weniger.
rudi assauer schrieb: > Er hat ein hypothetischen Stromkreis, mit einem Netzteil, dass er auf 5V > und 100mA Strombegrenzung eingestellt hat. Oh und schon liefert die > Quelle so viel, wie ich definiert habe... > Daraus berechnet er richtig, um die gesamte Spannung abfallen zu lassen > -> 50 Ohm. Ebenso falsch ! Die gesamte Spannung fällt an dem Widerstand auch ab wenn nur 10mA fließen. Merke: Im einfachen Stromkreis bestehend aus Spannungsquelle und Widerstand fällt immer die gesamte Spannung am Widerstand ab. Variabel ist hier nur der der Strom in Abhängigkeit vom Widerstandswert (konst. Spannung mal vorausgesetzt). Aber selbst wenn die Spannung zusammenbrechen sollte, fällt immer noch die gesamte Spannung am Widerstand ab. Also Beispiel gefällig: Er hat ein hypothetischen Stromkreis, mit einem Netzteil, dass er auf 5V und 100mA Strombegrenzung eingestellt hat. Damit ist nur definiert welchen Strom die Spannungsquelle maximal treiben kann. Nun schließt er einen Widerstand von 100 Ohm an und es fließen 50mA. ES fallen aber immer noch die gesamten 5V am Widerstand ab. Jetzt schließt er einen Widerstand von 10 Ohm an. Theoretisch müßten jetzt bei 5V 500mA fließen, was aber wegen der Strombegrenzung nicht funktioniert. Wenn das NT bei zu hohem Strom nicht ganz abschaltet, dann wird sich eine Spannung von 1V einstellen. Jetzt fällt aber immer noch die gesamte Spannung am Widerstand ab. Zeno
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