Physik aufgabe mit lösung..nur zur kontrolle

pcfreak92 · Full Member Anmeldungsdatum: 17.12.2006 Beiträge: 220

Moin,

habe eine kurze Aufgabe zum elektronichen stromkreis..

"Eine elektrische Kochplatte wird von zwei Spiralen geheizt, die einzeln,hintereinander, oder parallel geschaltet werden können(4 stufen).
Bei einer Spannung von 220 V ist die niedrigste Heizleistung 200 Watt und die höchste 2000W. Welche Wiederstände haben die Heizspiralen ? Wie groß ist die Leistung bei den anderen Schaltstufen?"

Also die geringste Heizleistung ist, wenn nur eine Spirale angeschaltet ist, dass heißt man kann darüber I und weiteres ausrechnen und dadurch dann auch den Widerstand von der Spirale. Da die beiden Spiralen gleich sind, ist das Ergebnis bei beiden, wenn nur sie alleine angeschlossen sind, auch gleich.

Wenn Sie in Reihe geschaltet sind, dann ist die Stromstärke genauso hoch, als wenn sie alleine angeschlossen wären. Dann kann man das wieder ausrechnen.

Wenn Sie parallel geschaltet sind, dann ist wieder die größte Leistung gegeben, also 2000 Watt und man bekommt über P=U*I die Stromstärke heraus.

Das war doch schon alles oder?

lg

pcfreak92 · Full Member Anmeldungsdatum: 17.12.2006 Beiträge: 220

ich habe alles berechnet und es scheint mir auch logisch, nur bei der reihenschaltung bin ich mir nicht sicher..

also bitte guckt es euch noch einmal kurz an..

lg

Knalltüte · Verfasst am: 11 Sep 2008 - 13:33:54 Titel:

Das beste ist du nimmst, da es sich hier um eine konstante Spannung hält, die Formel P = U²/R für die Leistung. Jetzt kannst du auch allgemein ablesen, welche Bedingung für R die größte und die kleinste Leistung liefert. Danach überlegst du dir nochmal, wie man diese Widerstandbedingungen durch das Verschalten erzeugen kann.
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Ich stell mich manchmal dumm, damit ich nicht allein dastehe.

pcfreak92 · Full Member Anmeldungsdatum: 17.12.2006 Beiträge: 220

sorry aber verstehe ich nicht. wie ich soll die verschienden stufen angucken??

Octavian · Verfasst am: 11 Sep 2008 - 18:18:55 Titel:

Wären die bieden Spiralen gleich, hättest du nur 3 Lösungen:

- Eine an, egal welche, weil das ja gleich ist.
- beide in Reihe
- beide parallel

Die Spiralen müssen also unterschiedlich sein.

Mien Vorredner meinte nun, dass der Strom völlig BUms ist, weil für P die Angeba von R und U genügen. Wieso sollte man eine dritte ebenfalls unbakannte Größe einführen, nur um sie auszurechnen?

P = U²/R

Und R ist eben was genau? R1, R2 ... den Rest lass ich dir. Die Angaben vom Anfang werden dich auf ein Gleichungssystem führen, in welchem du 2 Gleichungen und 2 Variablen hast. Rate mal mit ein wenig Sachbverstand, welche Gleichungen das sein werden und welches die Variablen sind?

TIPP: letztere sind die, nac h denen eben gefragt ist Wink

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pcfreak92 · Full Member Anmeldungsdatum: 17.12.2006 Beiträge: 220

Ja, aber wie sollen die beiden Spiralen verschieden sein?

Ich weiß doch nur dass die Spannung U=220V ist und und die geringste Leistung ( bei einer Spirale) 200 Watt ist und die Leistung bei 2 Spiralen, also wenn Sie parallel geschaltet sind, 2000 Watt groß sind.

1) Wenn ich nun die erste Stufe berechnen will(1 Spirale):

P=U²/R

Dann kann ich den Widerstand leicht ausrechnen.

Wo ist der Unterschied zwischen den beiden Spiralen?

2) Wenn ich die 3 Stufe berechnen will( 2 Spulen in Reihe geschlatet)

P=U²/R

Ich weiß gerade mal die Gesamtspannung! Aber die Leistung und die einzelnen Widerstände nicht. Nur wenn ich ebenfalls von einer Leistung von 2000 Watt ausgehe und die Spirale1=Spirale2 ist, kann ich die Spannung durch 2 teilen.

3) Wenn ich die 4. Stufe berechnen will ( 2 Spulen sind parallel geschaltet).

P=U²/R

Hier weiß ich nun dass die Spannung bei beiden Spulen gleich sind und die Leistung 2000 Watt ist. Nun kann ich leicht den Gesamtwiderstand ausrechnen, aber wie rechne ich die einzlenen Widerstände aus?

Bitte helft mir,

lg

Knalltüte · Verfasst am: 13 Sep 2008 - 09:22:27 Titel:

Rechnen brauchst du noch gar nichts. Du sagst bei nur einer Spule wäre die Leistung am niedrigsten, könntest du das mit P = U²/R begründen?

Was der Unterschied zwischen beiden Spiralen ist? Deren Widerstand natürlich.
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pcfreak92 · Full Member Anmeldungsdatum: 17.12.2006 Beiträge: 220

wie, ich muss das nicht ausrechen? wie soll ich das begründen?

lg

Knalltüte · Verfasst am: 13 Sep 2008 - 18:18:25 Titel:

Nun stell dich doch nicht dumm. Ich habe gesagt „noch nicht“. Denn deine Aussage, dass die niedrigste Leistung bei nur einer geschalteten Spule abgegeben wird, ist falsch. Wäre also nicht günstig mit diesem Fehler loszurechnen.
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Octavian · Verfasst am: 13 Sep 2008 - 19:12:36 Titel:

Ich hab doch eigentlich die Herangehensweis so erläutert, dass jemand, der in der Schule schon mit einem Gleichungssystem konfrontiert wurde, das ausrechnen können muss. In Mathe macht man das nicht, um sich einen anzufeiern, sondern damit man's dann mal irgendwo anwenden kann. Ist ein wenig beängstigend (auch, wen ich's schon wusste), dass viele nicht wissen, was sie da machen udn nur wie ne Maschine nachmachen, was der Lehrer vormacht.

Aber gut ... erstmal musst du natürlich das richtig stellen, was Knalltüte ansprach, sonst kannste auch nciht drauf kommen.

Weißt du wo die Formel für den Widerstand eines Drahtes herkommt?
R = rho * L / A
-> rho ... ist materialspezifisch. (Kupfer ist eben anders als Blei.)
-> L ... Länge. Je länger der Draht, desto mehr Weg hat das Elektron zurückzulegen und desto öfter kann es an ein Ion im Metallgitter anecken. Große Länge, großer Widerstand.
-> A...Querschnitt des Drahtes. Strom besteht aus vielen Elektronen. Elekteronen stoßen sich gegenseitig ab, wollen also nicht so gern zusammen sein. Wenn man nun eine bestimmte Stromstärke (Anzahl von Elektronen in ner bestimten Zeit) durch eine Kabel schicken will, ist es Mist, wenn das Kabel sehr "eng" ist. Ein breites ist dagegen sehr gut. A steigt, R sinkt.
Das der Draht/das Kabel hier aufgewickelt ist, ist eigentlich für das Problem völlig Wurst.

Genau aus diesen Überlegungen kommt man auch auf den Dreh, was bei Reihenschaltung und Parallelschaltung passiert:
In Reihe nimmt die zu durchlaufende Länge zu, also steigt R. Parallel nimmt der Queschnitt zu, also fällt R. 2 Widerstände parallel haben also einen Widerstand der wie groß ist? Größer oder kleiner als die Einzelwiderstände?

Wenn du das soweit hast, dann kannste ja nochmal meinen vorherigen Artikel lesen und wenn's dann ncih funzen will, fragste halt einfach nochmal und erzählst, wo's hängt.
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