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Was ist der ohmsche Widerstand und wie funktioniert ein Spannungsteiler

      

Zahlenbeispiele 

     

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

Zahlenbeispiele

Spannungsteiler, Grundlagen (1)

Spannungsteiler, Experiment 1 (1,5V--)

Spannungsteiler, Experiment 2 (230V~)

Spannungsteiler, Grundlagen (2)

Stromteiler, Grundlagen

Zusammenfassung + Beispiel

Beispiel 1: Innenwiderstand 1,5V Bat.

Beispiel 2: Innenwiderstand 12V Bat.

Beispiel 3: Vogel auf Leitung

Beispiel 4: Ältere Hauselektrik

Beispiel 5: Lichterkette

Beispiel 6: Transformator

Beispiel 7: Föhn in Badewanne

Beispiel 8: Baden im See bei Gewitter

Beispiel 9: Lügendetektor

Beispiel 10: Lampenkontrolle

Beispiel 11: Hochspannungsleitung

Beispiel 12: Vorglühanlage, Diagnose

Beispiel 13: Blankdraht Durchlauferhitzer

Beispiel 14: Waschbecken und Steckdose

Genaueres zu Stromschlägen

 

Da der ohmsche Widerstand im Alltg so gut wie nie explizit auftaucht, sollen zuerst ein paar Beispiele angeführt werden, um ein Gefühl dafür zu entwickeln. 

Ein Spannungsteiler ist einfach eine Reihenschaltung von zwei ohmschen Widerständen.

 


 


Der besseren Übersicht wegen seien die bisher behandelten Formeln noch einmal dargestellt:


R = U/I    (1) 

P = U x I    (2)

P = R x I2   (2a)

P = U2/R  (2b)


1.

Die meisten elektrischen Einrichtungen in häuslicher Umgebung (230V~) sind mit 16 Ampere Sicherungen abgesichert.

Damit bei 230V~ 16Ampere fliessen, muss der angeschlossene Verbraucher einen bestimmten Widerstand haben

 

Gegeben: U = 230V, I = 16A

Widerstand: --> nehme Beziehung (1)  R = U/I

Werte eingesetzt:

R = 230V/16A = ca. 15 Ohm.

 

2. Menschlicher Körper

Es heisst bekanntlich, dass bereits 50 Milliampere (= 0,05A) Strom durch den menschlichen Körper tödlich sein können.

(Genaueres dazu befindet sich auf der letzten Seite dieser Abhandlung)

Die elektrisch korrekte Behandlung des menschlichen Körpers würde zwar mathematischen und physikalischen Stoff der gymnasialen Oberstufe erfordern; für das grundsätzliche Verständnis im Sinne dieses Kapitels ist der durch die vereinfachte Betrachtung gemachte Fehler jedoch unwesentlich. 

 

Gegeben: U = 230V, I = 0,05A

Widerstand: --> nehme Beziehung (1)  R = U/I

Werte eingesetzt:

R = 230V/0,05A = 4.600 Ohm.

 

 

3. 4.
25 Watt Glühbirne an 230V~ 21 Watt Glühbirne an 12V (Blinker am Auto)
Gegeben: P = 25W, U = 230V. Gesucht : R Gegeben: P = 21W, U = 12V. Gesucht : R
Widerstand: --> nehme Beziehung (2b), welche nach R aufgelöst ergibt: R = U2/P

Werte eingesetzt:

 R = (230V)2/(25W) = 2116 Ohm

R = (12V)2/(21W) = 7 Ohm
   

Strom: --> nehme Beziehung (2), welche nach I aufgelöst ergibt: I = P/U

Werte eingesetzt:

I = 25W/230V = 0,1A

I =21W/12V = 1,75A

   
5. 6.

Haushaltsstaubsauger, 1000 Watt

Auto, Anlasser 12V, ca. 1000 Watt
Gegeben: P = 1000W, U = 230V. Gesucht : R Gegeben: P = 1000W, U = 12V. Gesucht : R

Widerstand: --> nehme Beziehung (2b), welche nach R aufgelöst ergibt: R = U2/P

Werte eingesetzt:

 R = (230V)2/(1000W) = 53 Ohm R = (12V)2/(1000W) = 0,144 Ohm
   

Strom: --> nehme Beziehung (2), welche nach I aufgelöst ergibt: I = P/U

Werte eingesetzt:

I =1000W/230V = 4,3A I =1000W/12V = 83A

 

An den Beispielen 3 bis 6 sieht man, dass im Stromnetz eines Autos bei vergleichbaren Leistungen offenbar sehr viel höhere Ströme fliessen als in häuslichen Elektroinstallationen.

Dies liegt einfach daran, dass die Spannung geringer ist.

 

Die Beispiele zeigen, dass reale Widerstandswerte im Alltag zwischen 0,1 und einigen tausend Ohm liegen.

In elektronischen Schaltungen sind Werte üblich zwischen 1 und 1.000.000 Ohm, wobei die meisten Werte zwischen 100 und 100.000 Ohm liegen.


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