Spannungsabfall nach dem Ohm'schen Gesetz

OP #4977951
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Hallo,

ich habe ein Verständnisproblem mit dem Ohm'schen Gesetz. Angenommen es 
gibt einen Stromkreis, der nur aus der Spannungsquelle und einem 
Widerstand besteht. Die Quelle liefert 0,1 Ampere mit 5 Volt. Um die 
Spannung in dem Schaltkreis am Widerstand abfallen zu lassen, benötige 
ich nach dem Ohm'schen Gesetz einen Widerstand von 5V / 0,1A = 50 Ohm.

Mit dem gleichen Widerstand kann ich nach dem Ohm'schen Gesetz die 
Spannung aber auch in einem Stromkreis mit 150V und 3 Ampere abfallen 
lassen. Wie kann das sein? Im zweiten Fall liegt doch wesentlich mehr 
Strom an?
#4977963
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Frank G. schrieb:
> Die Quelle liefert 0,1 Ampere mit 5 Volt. Um die
> Spannung in dem Schaltkreis am Widerstand abfallen zu lassen, benötige
> ich nach dem Ohm'schen Gesetz einen Widerstand von 5V / 0,1A = 50 Ohm.

Denkfehler. Eine ideale Spannungsquelle vom 5V liefert immer die gleiche 
Spannung von 5V, egal was du dranhängst.

Du suchst also nicht einen Widerstand, an dem diese Spannung abfällt. 
Sondern du suchst einen Widerstand, durch den bei 5V ein Strom von 0,1A 
fliesst.

> Mit dem gleichen Widerstand kann ich nach dem Ohm'schen Gesetz die
> Spannung aber auch in einem Stromkreis mit 150V und 3 Ampere abfallen
> lassen.

Nach obigem Schema umformuliert: Durch den gleichen Widerstand werden 
bei 150V 3A fliessen.
Gast #4977967
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Strommacher schrieb:
> Frank G. schrieb:
>> Die Quelle liefert 0,1 Ampere mit 5 Volt.
>
> Nein. Eine Quelle liefert soviel Strom wie der Stromkreis
> erlaubt, nicht soviel wie du definierst.

1. Darum geht's hier nicht. Hat auch keiner nach gefragt.
2. Falsch.

Er hat ein hypothetischen Stromkreis, mit einem Netzteil, dass er auf 5V 
und 100mA Strombegrenzung eingestellt hat. Oh und schon liefert die 
Quelle so viel, wie ich definiert habe...
Daraus berechnet er richtig, um die gesamte Spannung abfallen zu lassen 
-> 50 Ohm.

Wenn der Widerstand konstant bleibt und das Verhältnis von U*I auch 
gleich bleibt, dann fällt auch weiterhin die gesamte Spannung am 
Widerstand ab. Ist ja logisch, weil U = R*I.
Was sich unterscheidet, ist die Leistung, die verbraten wird, wie schon 
geschrieben.

Analog kann man überlegen, dann man mit einer großen Lochblende ein 
Bällebad über sich geschüttet bekommt und nur einzelen Bälle durchlässt. 
(Man ist selbst der Widerstand). Bei mehr Strom und Spannung werden viel 
mehr Bälle auf mich geschmiessen, so dass ich viel mehr gegen den Haufen 
drücken muss, obwohl ich weiterhin nur ein paar Bälle durchlasse. Diese 
zusätzliche Kraft, die ich brauche, ist eben die Leistung, die ich 
aufwänden muss.
Gast #4977989
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> Mit dem gleichen Widerstand kann ich nach dem Ohm'schen Gesetz die
> Spannung aber auch in einem Stromkreis mit 150V und 3 Ampere abfallen
> lassen. Wie kann das sein? Im zweiten Fall liegt doch wesentlich mehr
> Strom an?

Ist alles richtig so. Die Zusammenhänge sind Linear.
Ein R=50 Ohm bezeichnet eben ein Widerstand der für jedes angelegte Volt 
0.02 Ampere Fliessen lässt. Für 5V eben 0.1A, für 150V eben 3A, usw.

Wo ein real vorliegender Widerstand seine Grenzen hat bezüglich Leistung 
(Wärmeabfuhr) und Spannungsfestigkeit, ist eine Geschichte für die 
nächste Lektion.
#4977998
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rudi assauer schrieb:
> Wenn der Widerstand konstant bleibt und das Verhältnis von U*I auch
> gleich bleibt,

Der Widerstand beschreibt bereits das Verhältnis von Strom und Spannung. 
Es gibt also kein "und". Das Eine folgt bereits aus dem Anderen.

> dann fällt auch weiterhin die gesamte Spannung am
> Widerstand ab.

Auch für ein Spannungsteiler gilt das Ohm'sche Gesetz und trotzdem fällt 
an den einzelnen Widerständen nicht die gesamte Spannung ab.
Gast #4978031
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rudi assauer schrieb:
> Er hat ein hypothetischen Stromkreis, mit einem Netzteil, dass er auf 5V
> und 100mA Strombegrenzung eingestellt hat. Oh und schon liefert die
> Quelle so viel, wie ich definiert habe...

Du solltest mal die Ausgangsspannung von deinem Netzteil messen, wenn 
die Strombegrenzung in Aktion ist ...

Dann wird auch dein Netzteil nicht mehr die eingestellte Spannung 
liefern
Gast #4980756
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@Strommacher : Unterscheide zwischen (idealer) Spannungsquelle und 
Labornetzteil.

Natürlich sind die Drehregler am Labornetzteil kein 
Lastwiderstand-wünsch-Dir-was. Ich meine damit, wenn man die 
Strombegrenzung am Labornetzteil hoch dreht, senkt man damit natürlich 
nicht den Lastwiderstand.

Die meisten Labornetzteile sind entweder Strom- oder Spannungsquellen, 
die natürlich mit der Physik und ihrem Budget zu kämpfen haben, also 
nicht ideal sind.
Gelungen finde ich die Idee bei Strom- und Spannungs- Einstellknopf je 
eine Led einzubauen. Und es leuchtet immer eine von beiden, je nachdem, 
ob jetzt die eingestellte Spannung ausgegeben wird oder der eingestellte 
Strom. Deshalb auch die Bezeichnung Begrenzung. Es kommt nicht mehr 
Spannung raus als eingestellt und es kommt nicht mehr Strom raus als 
eingestellt (zumindest so lange alles funktioniert ;-)). Aber je nach 
Last von einem der beiden weniger.
Gast #4980819
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rudi assauer schrieb:
> Er hat ein hypothetischen Stromkreis, mit einem Netzteil, dass er auf 5V
> und 100mA Strombegrenzung eingestellt hat. Oh und schon liefert die
> Quelle so viel, wie ich definiert habe...
> Daraus berechnet er richtig, um die gesamte Spannung abfallen zu lassen
> -> 50 Ohm.

Ebenso falsch !

Die gesamte Spannung fällt an dem Widerstand auch ab wenn nur 10mA 
fließen. Merke: Im einfachen Stromkreis bestehend aus Spannungsquelle 
und Widerstand fällt immer die gesamte Spannung am Widerstand ab. 
Variabel ist hier nur der der Strom in Abhängigkeit vom Widerstandswert 
(konst. Spannung mal vorausgesetzt). Aber selbst wenn die Spannung 
zusammenbrechen sollte, fällt immer noch die gesamte Spannung am 
Widerstand ab.


Also Beispiel gefällig:
Er hat ein hypothetischen Stromkreis, mit einem Netzteil, dass er auf 5V 
und 100mA Strombegrenzung eingestellt hat. Damit ist nur definiert 
welchen Strom die Spannungsquelle maximal treiben kann. Nun schließt er 
einen Widerstand von 100 Ohm an und es fließen 50mA. ES fallen aber 
immer noch die gesamten 5V am Widerstand ab.

Jetzt schließt er einen Widerstand von 10 Ohm an. Theoretisch müßten 
jetzt bei 5V 500mA fließen, was aber wegen der Strombegrenzung nicht 
funktioniert. Wenn das NT bei zu hohem Strom nicht ganz abschaltet, dann 
wird sich eine Spannung von 1V einstellen. Jetzt fällt aber immer noch 
die gesamte Spannung am Widerstand ab.

Zeno

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