Die Gesetze der Reihen- und Parallelschaltung

Reihenschaltung

Der folgende Link führt dich zu einem virtuellen Physiklabor, in dem du elektrische Schaltkreise aufbauen und mit ihnen experimentieren kannst.[br][br][color=#0000ff]https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_de.html[/color][br][br]Baue zunächst die folgende Reihenschaltung aus zwei ohmschen Widerständen auf.

Miss nun mit Hilfe eines Amperemeters den Gesamtstrom [math]I_{Ges}[/math] sowie die Ströme [math]I_1[/math] und [math]I_2[/math] durch die beiden Widerstände. Variiere die Spannung [math]U_0[/math] sowie die Größe der beiden Widerstände [math]R_1[/math] und [math]R_2[/math]. Beantworte anschließend die unten aufgeführten Fragen.

Je größer die Urspannung [math]U_0[/math] ist, umso

größer ist die Gesamtstromstärke [math]I_{Ges}[/math] kleiner ist die Gesamtstromstärke [math]I_{Ges}[/math]

Die Urspannung wird nun konstant gehalten. Wird der Widerstand [math]R_2[/math] vergrößert, dann

verkleinert sich die Stromstärke [math]I_{Ges}[/math]. vergrößert sich die Stromstärke [math]I_{Ges}[/math].

Die Gesamtstromstärke und die Stromstärken durch die beiden Widerstände hängen wie folgt zusammen:

[math]I_{Ges}=I_1+I_2[/math] Das hängt vom Verhältnis der beiden Widerstände ab. [math]I_{Ges}=I_1-I_2[/math] [math]I_{Ges}=I_1=I_2[/math]

Formuliere einen Merksatz über die Stromstärke in der Reihenschaltung.

Miss nun mit Hilfe eines Voltmeters die beiden Spannungen [math]U_1[/math] und [math]U_2[/math]. Variiere erneut die Urspannung sowie die Größe der beiden Widerstände. Was fällt dir hierbei auf?

Wird die Urspannung [math]U_0[/math] erhöht und die beiden Widerstände konstant gehalten, dann

erhöht sich nur die Spannung an Widerstand 1. erhöht sich nur die Spannung an Widerstand 2. erhöhen sich die Spannungen an beiden Widerständen.

Die Urspannung und Widerstand 1 bleiben konstant, während [math]R_2[/math] erhöht wird. Dann

Erhöht sich [math]U_1[/math] und verringert sich [math]U_2[/math]. Erhöht sich [math]U_2[/math] und verringert sich [math]U_1[/math]. Erhöhen sich die beiden Teilspannungen [math]U_1[/math] und [math]U_2[/math].

Die beiden Teilspannungen und die Urspannung hängen wie folgt zusammen:

[math]U_0=U_1+U_2[/math] [math]U_0=U_1=U_2[/math] [math]U_0=U_1-U_2[/math]

Formuliere den Zusammenhang zwischen Teilspannungen und Urspannung in einer Reihenschaltung in einem Merksatz.

Untersuche den Zusammenhang zwischen den Spannungen und den Widerständen. Welche Aussagen sind wahr?

Die Spannungen verhalten sich umgekehrt wie die Widerstände. Spannung und Widerstand sind umgekehrt proportional. [math]\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}[/math] [math]\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_2}{R_1}[/math] Spannung und Widerstand sind proportional. Die Spannungen verhalten sich zueinander wie die Widerstände.

Der Gesamtwiderstand der Reihenschaltung ist [math]R_{Ges}=\frac{U_0}{I_{Ges}}[/math]. Er berechnet sich aus den beiden Teilwiderständen wie folgt:

[math]R_{Ges}=R_1+R_2[/math] [math]R_{Ges}=R_1-R_2[/math]

Parallelschaltung

Baue nun die folgende Parallelschaltung aus zwei ohmschen Widerständen auf.

Miss nun mit Hilfe eines Amperemeters den Gesamtstrom [math]I_{Ges}[/math] sowie die Ströme [math]I_1[/math] und [math]I_2[/math] durch die beiden Widerstände. Variiere die Spannung [math]U_0[/math] sowie die Größe der beiden Widerstände [math]R_1[/math] und [math]R_2[/math]. Beantworte anschließend die unten aufgeführten Fragen.

Je größer die Urspannung [math]U_0[/math] ist, umso

größer ist die Gesamtstromstärke [math]I_{Ges}[/math] kleiner ist die Gesamtstromstärke [math]I_{Ges}[/math]

Die Urspannung wird nun konstant gehalten. Wird der Widerstand [math]R_2[/math] vergrößert, dann

vergrößert sich die Stromstärke [math]I_1[/math]. verkleinert sich die Stromstärke [math]I_2[/math]. vergrößert sich die Stromstärke [math]I_{Ges}[/math]. bleibt die Stromstärke [math]I_1[/math] konstant. verkleinert sich die Stromstärke [math]I_{Ges}[/math].

Die Gesamtstromstärke und die Stromstärken durch die beiden Widerstände hängen wie folgt zusammen:

[math]I_{Ges}=I_1=I_2[/math] [math]I_{Ges}=I_1+I_2[/math] [math]I_{Ges}=I_1-I_2[/math]

Formuliere einen Merksatz über die Stromstärken in der Parallelschaltung.

Untersuche den Zusammenhang zwischen den Stromstärken und den Widerständen. Welche Aussagen sind wahr?

Die Stromstärken verhalten sich zueinander wie die Widerstände. [math]\frac{I_1}{I_2}=\frac{R_2}{R_1}[/math] Stromstärke und Widerstand sind proportional. Die Stromstärken verhalten sich umgekehrt wie die Widerstände. [math]I_1\cdot R_1=I_2\cdot R_2[/math] [math]\frac{I_1}{I_2}=\frac{R_1}{R_2}[/math] Stromstärke und Widerstand sind umgekehrt proportional.

Miss nun mit Hilfe eines Voltmeters die beiden Spannungen [math]U_1[/math] und [math]U_2[/math]. Variiere erneut die Urspannung sowie die Größe der beiden Widerstände. Was fällt dir hierbei auf?

Wird die Urspannung [math]U_0[/math] erhöht und die beiden Widerstände konstant gehalten, dann

erhöht sich nur die Spannung an Widerstand 1. erhöht sich nur die Spannung an Widerstand 2. erhöhen sich die Spannungen an beiden Widerständen.

Die Urspannung und Widerstand 1 bleiben konstant, während [math]R_2[/math] erhöht wird. Dann

Bleiben alle Spannungen konstant, ändern sich also nicht. Erhöht sich [math]U_2[/math] und verringert sich [math]U_1[/math]. Erhöht sich [math]U_1[/math] und verringert sich [math]U_2[/math]. Erhöhen sich die beiden Teilspannungen [math]U_1[/math] und [math]U_2[/math].

Die beiden Teilspannungen und die Urspannung hängen wie folgt zusammen:

[math]U_0=U_1=U_2[/math] [math]U_0=U_1-U_2[/math] [math]U_0=U_1+U_2[/math]

Formuliere den Zusammenhang zwischen Teilspannungen und Urspannung in einer Parallelschaltung in einem Merksatz.

Der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung ist [math]R_{Ges}=\frac{U_0}{I_{Ges}}[/math]. Er berechnet sich aus den beiden Teilwiderständen wie folgt:

[math]R_{Ges}[/math][math]=R_1+R_2[/math] [math]R_{Ges}=\frac{R_1\cdot R_2}{R_1+R_2}[/math] [math]R_{Ges}=R_1-R_2[/math] [math]\frac{1}{R_{Ges}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}[/math]

Die Gesetze der Reihen- und Parallelschaltung

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Parallelschaltung

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