Parallelschaltung von Federn (Fahrwerk eines Zugs) Um sowohl optimale Feder ungs- als auch Dämpfungseigenschaften zu erlangen, kombiniert man Einzel Federn zu Federsysteme n. Federsystem Durch dieses Vorgehen lässt sich das Federverhalten eines Systems beeinflussen. In diesem Kurstext werden wir dir daher die beiden gängigsten Federsysteme vorstellen, die Reihenschaltung und die Parallelschaltung von Federn. Kombination mehrerer Federn - Maschinenelemente 2. Für beide Schaltarten werden wir nun die Gesamtfedersteifigkeit des Systems bestimmen. Merke Hier klicken zum Ausklappen Vorab: Sofern du bereits das Studienfach Elektrotechnik absolviert hast, könnten dir diese Schaltarten bekannt vorkommen. Parallelschaltung von Federn In der Abbildung unten siehst du eine typische Parallelschaltung von Federn. Parallelschaltung von Federn Belastung einer Parallelschaltung Wird diese Schaltart durch eine Kraft $ F $ belastet, so lassen sich drei Teilkräfte $ F_1, F _2, F_3 $ bestimmen, die jeweils in einer der drei Federn wirken. Die Kraft $ F $ oder $ F_{ges} $ wirkt dabei gleichmäßig über die obere Fläche verteilt.
4 Reduzierter Schaltkreis 2 2. Schritt: Ersatzwiderstand \(R_{123}\) berechnen Danach wird der Ersatzwiderstand \({R_{123}}\) für die Serienschaltung von \({{R_1}}\) und \({{R_{23}}}\) bestimmt:\[ R_{123} = R_{1} + R_{23} \]Einsetzen der gegebenen Werte liefert für \({R_{123}}\) \[{R_{123}} = {R_1} + \frac{{{R_2} \cdot {R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}} \Rightarrow {R_{123}} = 100\, \Omega + \frac{{200\, \Omega \cdot 50\, \Omega}}{{200\, \Omega + 50\, \Omega}} = 100\, \Omega + 40\, \Omega = 140\, \Omega \] 3. Schritt: Berechnen der gesamten Stromstärke \(I_1\) Da du nun mit \(R_{123}\) den Gesamtwiderstand des Stromkreises kennst, kannst du bei gegebener Spannung \(U\) den Strom \(I_1\) berechnen, der durch den Stromkreis fließt. Stromteiler · Formel, Berechnung, Stromteilerregel · [mit Video]. \(I_1\) ergibt sich aus \[{I_1} = \frac{U}{{{R_{123}}}} \Rightarrow {I_1} = \frac{{10\, {\rm{V}}}}{{140\, \Omega}} = 71\, {\rm{mA}}\] Abb. 5 Reduzierter Schaltkreis 4. Schritt: Berechnen der Teilspannungen Mit bekanntem Strom \(I_1\) kannst du nun auch die Teilspannungen ausrechnen, die an den einzelnen Teilen des Stromkreises abfallen.
Da die Gesamtspannung konstant bleibt, muss U2 sinken (U2 = Uges – U1). Otto Bubbers Seite 1 16. 2 Aufgabe Gemischt 2 (Labor) Iges U3 I3= =2, 128mA R3 R23 = R1 + R2 = 5, 5kΩ I1=I2=I23= Uges 10V R1 3, 3kΩ I2 I3 U2 R2 2, 2kΩ U23 10V = k =1, 818mA R23 5, 5 U3 R3 4, 7kΩ U1 = R1 * I1 = 6V U2 = Uges – U2 = 4V b) Wie ändert sich I1 wenn man einen 1 kΩ-Widerstand in Reihe zu R1 und R2 schaltet? Messung und Begründung (Wirkungskette) 1kΩ in Reihe zu R12 → R124 ↑ → I1 ↓ (I3 bleibt unverändert) c) Wie ändert sich I1 wenn man einen 1 kΩ-Widerstand parallel zu R3 schaltet? Messung und Begründung (Wirkungskette). 1kΩ parallel zu R3 → I1 ändert sich nicht, da sich weder Uges noch R12 ändern. 16. Online-Brückenkurs Mathematik Abschnitt 4.3.5 Aufgaben. 3 Aufgabe Gemischt 3 Zwei Lampen mit den Nennwerten 12V / 160mA werden parallel geschaltet. In Reihe dazu schaltet man einen Vorwiderstand Rv. Die Gesamtschaltung wird an 15V angeschlossen. a) Skizziere die Schaltung b) Berechne Rv so, dass die Lampen mit ihren Nennwerten betrieben werden. Ist es ausreichend, wenn man einen 1/2WWiderstand verwendet?
Stromteilerregel Beispiel mit Widerstandswerten statt Leitwerten Die hier vorgestellte Methode gilt allerdings nur für Parallelschaltungen von zwei Widerständen. Um den Teilstrom zu erhalten, wird in diesem Fall der Gesamtstrom mit dem Widerstand, der nicht vom Teilstrom durchflossen wird, multipliziert und anschließend durch die Summe der beiden Widerstände geteilt. Werden nun auch hier die Zahlenwerte eingesetzt, ergibt sich der Teilstrom identisch zu der allgemeinen Methode oben. Stromteiler mit drei Widerständen im Video zur Stelle im Video springen (03:21) Für Schaltungen mit mehr als zwei Widerständen kann die Berechnung der Teilströme ebenfalls über die Stromteilerregel erfolgen. In folgendem Beispiel ist der Gesamtstrom mit 500mA gegeben. Stromteiler mit 3 Widerständen Der Widerstand beträgt hier 50, gleich 100 und gleich 150. Gesucht wird der Wert des Teilstroms. Mit der Berechnung über die Leitwerte ergibt sich:
2 dargestellt: Zuerst berechnest du den Ersatzwiderstand der Parallelschaltung der beiden Widerstände. Damit hast du das Problem auf die Reihenschaltung zweier Widerstände vereinfacht. Nun berechnest du den Ersatzwiderstand für diese Reihenschaltung des Widerstands und des zuvor berechneten Ersatzwiderstands. Abb. 3 Reduzierter Schaltkreis 1. Schritt: Ersatzwiderstand \(R_{23}\) berechnen Zunächst wird der Ersatzwiderstand \({{R_{23}}}\) der Parallelschaltung der beiden Widerstände \({{R_2}}\) und \({{R_3}}\) bestimmt:\[{\frac{1}{{{R_{23}}}} = \frac{1}{{{R_2}}} + \frac{1}{{{R_3}}} = \frac{{{R_3}}}{{{R_2} \cdot {R_3}}} + \frac{{{R_2}}}{{{R_3} \cdot {R_2}}} = \frac{{{R_3} + {R_2}}}{{{R_2} \cdot {R_3}}} \Rightarrow {R_{23}} = \frac{{{R_2} \cdot {R_3}}}{{{R_2} + {R_3}}}}\]Du kannst ohne Einsetzen der gegebenen Werte mit diesem Ergebnis weiterarbeiten. Wenn wie hier \(R_2\) und \(R_3\) bekannt sind, kannst du auch einsetzen und ausrechen. \[R_{23}=\frac{200\, \Omega \cdot 50\, \Omega}{200\, \Omega + 50\, \Omega}=40\, \Omega\] Abb.
Wichtige Inhalte in diesem Video In diesem Beitrag zeigen wir dir wie du mit dem Stromteiler Schaltungen schneller analysieren kannst. Außerdem erklären wir dir hier seine Formel und demonstrieren dir seine Anwendung. Dabei betrachten sowohl den Stromteiler für zwei als auch für drei Widerstände. Eine noch anschaulichere Erklärung mit Bild und Ton zu diesem Thema bekommst du in unserem Video. Stromteiler einfach erklärt im Video zur Stelle im Video springen (00:14) Der Stromteiler ist eine Parallelschaltung elektrischer oder magnetischer elektrotechnischer Bauteile. Merke Die Stromteilerregel beschreibt, wie du bei gegebenem Gesamtstrom, die Teilströme einer Parallelschaltung von Widerständen berechnen kannst. Du brauchst also nicht umständlich die Teilspannungen an den Widerständen berechnen, um aus ihnen anschließend die Teilströme zu erhalten, sondern errechnest die Teilströme direkt. Stromteiler Formel im Video zur Stelle im Video springen (01:41) Analog zum Spannungsteiler, beschreibt der Stromteiler das Verhältnis zwischen einem Teilstrom und dem Gesamtstrom einer Parallelschaltung von Widerständen.
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