Gemischte Schaltungen

Gemischte Schaltungen
Diese Schaltung ist weder eine reine Reihenschaltung noch eine reine
Parallelschaltung. Sie ist eine Mischform aus beidem. Damit passen die
Formeln und Regeln nicht mehr. Allerdings lässt sich die Schaltung durch
genaues betrachten vereinfachen. Auch hier interessieren wieder
verschiedene Größen: R und I, die Teilströme I1, I2 und I3, die
Teilspannungen U1, U2 und U3. Manches davon ist gleich und muss nicht
extra berechnet werden.
I = I3, aber I1 und I2 sind verschieden, da sie aufgrund ihrer Parallelität I
aufteilen. U1 = U2, aber nicht = U! U teilt sich nämlich wegen der
Reihenschaltung auf.
Zuerst beginnen wir mit R. Dazu fassen wir Teilbereiche der
Schaltung zusammen. Aus R1 und R2 lässt sich prima ein R12
machen. Der hat dann 4 Ohm. Wie das ging kann man auf dem
Blatt Parallelschaltung nachlesen! Somit ergibt sich folgender
vereinfachter Plan. Nun ist es eine reine Reihenschaltung
geworden, da ist R leicht: R = 34 Ohm. Wie das ging kann man
auf dem Blatt Reihenschaltung nachlesen!
Jetzt ist auch klarer, weshalb U1, U2 und U3 eben nicht 12V sind. Die Reihenschaltung teilt die 12V auf alle in Reihe
geschalteten Widerstände auf.
Mit dem Gesamtwiderstand R kann man den Gesamtstrom I berechnen: I = 0,35A. Wie das ging kann man auf dem Blatt
Reihenschaltung oder Parallelschaltung nachlesen!
Diese 0,35A fließen durch den gesamten Stromkreis, also auch durch R12 und R3. Bei der Reihenschaltung ist der Strom
überall gleich. Aber Achtung: R1 und R2 sind parallel und teilen sich daher die 0,35A noch mal auf!
Jetzt kann man errechnen, wie sich R12 und R3 die 12V aufteilen. Auch dazu verwendet man das umgestellte Ohmsche
Gesetz: U12 = R12 ⋅ I , U1 = 4Ohm ⋅ 0,35 A , U1=1,4V. Jetzt kann man für U2 den gleichen Weg gehen oder, da es nur
zwei Widerstände sind die sich die 12V aufteilen: U2 = U – U1, U2 = 12V-1,4V, U2 = 10,6V.
Um nicht durcheinander zu kommen kann jetzt der Plan um die berechneten Größen ergänzt werden:
Jetzt kennen wir alle Größen bis auf I1 und I2. Die
0,35A fließen durch den gesamten Stromkreis,
teilen sich aber an R1 und R2 auf. Bei der
Parallelschaltung ist die Spannung gleich. Bei uns
1,4V. Jetzt kann man errechnen, wie sich R1 und
R2 die 0,35A aufteilen. Auch dazu verwendet man
das umgestellte Ohmsche Gesetz: I1 =
I1 =
U12
,
R1
1,4V
, I1=0,28A. . Jetzt kann man für I2 den
5Ohm
gleichen Weg gehen oder, da es nur zwei
Widerstände sind die sich die 0,35A aufteilen: I2 = I
– I1, I2 = 0,35A-0,28A, I2 = 0,07A.
Jetzt sind alle relevanten Größen berechnet.
1. Berechne R, I, U, I1-3 und U1-3! Beachte, dass
manches davon gleich ist.
2. Berechne alle Größen!
3.
4.