| raus- geschraubt | A | B | C |
|---|---|---|---|
| nichts | ☀︎ | ☽ | ☽ |
| A | ✘ | ☼ | ☼ |
| B | ☀︎ | ✘ | ☀︎ |
| C | ☀︎ | ☀︎ | ✘ |
| AB | ✘ | ✘ | ☼ |
| AC | ✘ | ☼ | ✘ |
| BC | ☼ | ✘ | ✘ |
☽ leuchtet schwach
☼ leuchtet nicht
✘ rausgeschraubt
- Lampe A muss eingeschraubt sein, damit etwas leuchten kann.
- Sind alle Lampen eingeschraubt, leuchten Lampen B und C deutlich dunkler als Lampe A.
- Wird Lampe B (oder C) rausgeschraubt, leuchten die verbleibenden Lampen gleich hell.
Lampen B und C sind parallel geschaltet. Dazu ist Lampe A in Reihe geschalten.
Die Spannung ist die Ursache dafür, dass Energie gewandelt wird.
In einer Reihenschaltung (A ist in Reihe zu BC) teilt sich die Spannung proportional zum Widerstand auf. Da aber die Lampen B und C parallel geschalten sind, ist ihr Gesamtwiderstand nur halb so groß. Das bedeutet, dass die mehr Spannung über Lampe A abfällt (dadurch leuchtet diese deutlich heller). Wird eine der parallelen Lampen (B oder C) entfernt, sind die verbleibenden zwei Lampen in Reihe geschalten. Die Spannung teilt sich nun gleichmäßig an ihnen auf.
Gegeben: U_0 = 7\,\mathrm{V}
R_{\mathrm{Lampe}} = 17{,}5\,\Omega
Widerstand: Die Lampen B und C sind parallel geschaltet. Der Gesamtwiderstand der Lampen B und C ist also:
\frac{1}{R_{BC}} = \frac{2}{R_{\mathrm{Lampe}}}
R_{BC} = \frac{R_{\mathrm{Lampe}}}{2} = 8{,}75\,\Omega
Dazu ist Lampe A in Reihe geschaltet. Der Gesamtwiderstand aller Lampen ist also
R_{\mathrm{ges}} = R_{BC}+R_A = 8{,}75\,\Omega+17{,}5\,\Omega = 26{,}25\,\Omega
Wird nun entweder Lampe B oder Lampe C entfernt, sind die verbleibenden beiden Lampen in Reihe geschaltet. Ihr Gesamtwiderstand ist nun:
R_{\mathrm{ges}} = 2\cdot R_{\mathrm{Lampe}} = 2\cdot17{,}5\,\Omega = 35\,\Omega
Spannung: Die Spannung U_0 = 7\,\mathrm{V} teilt sich proportional auf die Widerstände auf. Über Lampe A fällt also eine Spannung von
U_A = \frac{R_A}{R_{\mathrm{ges}}}\cdot U_0 = \frac{17{,}5\,\Omega}{26{,}25\,\Omega}\cdot7\,\mathrm{V} = 4{,}67\,\mathrm{V}
ab. An den Lampen B und C liegt die gleiche Spannung von
U_{BC} = \frac{R_{BC}}{R_{\mathrm{ges}}}\cdot U_0 = U_0-U_A = 2{,}33\,\mathrm{V}
Stromstärke: Durch Lampe A fließt der gesamte Strom:
I_A = \frac{U_0}{R_{\mathrm{ges}}} = \frac{7\,\mathrm{V}}{26{,}25\,\Omega} = 0{,}27\,\mathrm{A}
Dieser Strom teilt sich auf die Lampen B und C zu gleichen Teilen auf:
I_B = I_C = \frac{1}{2}\cdot I_A \approx 0{,}13\,\mathrm{A}

