Aufgabe 1 Der Widerstand eines Kupferdrahtes der Länge 500 m

Aufgabe 1
Der Widerstand eines Kupferdrahtes der Länge 500 m beträgt bei 20 °C 4.47 Ω.
a) Bestimmen Sie den Querschnitt des Drahtes.
b) Bestimmen Sie den Widerstand des Drahtes bei 50 °C.
Lösung:
Daten Skript
l
R=ρ⋅
a) A = 2.00 mm2
aus
A
b) R50 = 5.00 Ω
aus
R50=R20 (1+α Δ ϑ)
Δ ϑ=20 ° C
Aufgabe 2
Jeder der fünf auf dem Bild angegebenen
Widerstände beträgt 50 Ω.
Skizze
Von welchen Strömen werden sie durchflossen,
wenn die Spannung zwischen A und B 125 V
beträgt?
Lösung: 2.5 A, 1 A, 0.5 A
Aufgabe 3
Ein Wasserkocher hat bei Anschluss an 230 V die elektrische Leistung 1.0 kW.
a) Wie gross ist der Widerstand?
b) Wie gross ist die Leistung, wenn die Spannung bei unveränderlichem Widerstand auf 180 V
sinkt? Der Widerstand ändert sich nicht.
c) Um wie viel Prozent sind Spannung und Leistung gesunken.
P
U
I = =4.34782608=4.34 A
R= =52.9Ω
Lösung:
a)
U
I
U 180
=
=3.4026465 A
R 52.9
b)
I=
c)
22.8 % und 38.8 %
P=U⋅I =180 cdot3.40 A=612 W
Aufgabe 4
Ein Ohmscher Widerstand mit R = 100 Ohm sei für eine Leistung von 0.25 W ausgelegt. Welche
Spannung darf eine Spannungsquelle, an die dieser Widerstand angeschlossen wird, liefern, so dass
die im Widerstand umgesetzte elektrische Leistung den Wert 0.25 W von nicht übersteigt?
U2
Lösung:
P=
→U = √ P⋅R=√ 100⋅0.25=5V
R
Aufgabe 5
Berechnen Sie den Ersatzwiderstand für
folgende Schaltung.
Lösung:
R=
R1⋅R2 50⋅40 200
=
=
=22.22 Ω
R1+R 2
90
9
Aufgabe 6
Peter schließt einen langen, dünnen Eisendraht an eine Batterie an. Der Draht beginnt zu glühen.
Um zu verhindern, dass er durchbrennt, kühlt er einen Teil des Drahtes mit einem Fön ab. Zu
seinem Erstaunen glühen die anderen Teile jetzt sogar stärker. Erkläre diesen Effekt!
Aufgabe 7
Drei Widerstände R1 = 3 Ω, R2 = 6 Ω und R3 = 8 Ω
werden wie in untenstehender Abb.
zusammengeschaltet, und an eine Spannungsquelle
von U=200V (Innenwiderstand vernachlässigbar)
angeschlossen.
a) Berechnen Sie den Gesamtwiderstand der
Schaltung.
b) Welcher Gesamtstrom fliesst?– Messung am
Amperemeter A.
c) Welche Ströme I1 und I2 fliessen in den
Stromzweigen.
d) Welche Spannung fällt an R3ab?
(3⋅6)
Rtot =10 Ω
Lsg: a) R=
=2
(3+6)
d) U 3=160 V
c)
b) I =20 A
I 1=40/3=13.33 A
I 2=40 /6=6.66 A
Aufgabe 8
Berechnen Sie den Gesamtwiderstand der skizzierten Schaltung.
R=(25⋅95)/( 25+95)=19.7916666
Lösung:
R=(34.791⋅5)/(34.79+5)=4.3717277
Rtot=25+4 , 3+3=32.37
Aufgabe 9
Eine Klingelleitung aus Aluminium hat eine Länge von 40 m (20 m hin und 20 m zurück) und einen
Querschnitt von 0,5 mm2.
a) Berechne den elektrischen Widerstand der Leitung.
b) Die Klemmenspannung beträgt 6 V. Die Klingel hat einen elektrischen Widerstand von 10 Ohm.
Welche elektrische Spannung liegt an der Klingel an?
l
40
6
R=ρ⋅ =0.0265⋅ =2.12 Ω
Rtot =12.12 Ω⇒ I =
=0.495049 A
Lösung:
A
0.5
12.12
U Klingel =4.9504950 V =4.95 V