TVT Spannung am Voltmeter

[fly_like_an_eagle]

Hallo Boardler,

da ich im September zu meiner BU antreten darf, bin ich schon seit geraumer Zeit auf diesem Forum und euch sehr dankbar, dass ihr mir schon bei einigen Fragen weiterhelfen konntet.
Da ich derzeit intensiev die CBTs bearbeite ist mir bei dem TVT CBT eine Frage aufgekommen die ich gerne von euch beantwortet haben möchten.
Und zwar ist das die Nummer 63 im TVT Cbt. Es ist eine Reihenschaltung abgebildet (Spannung 12V) mit 2 Wiederständen (R1=5Ohm, R2=10Ohm) und ein Voltmeter zwischengeschaltet. Die Frage lautet: Welche Spannung wird am Voltmeter gemessen? Lösungsvorschläge: 2V, 4V, 4,5V, 6V. Im Forum konnte ich schon herausfinden dass die Lösung 4V ist, jedoch wurde ich aus den Erklärungen, warum gerade es 4V sein müssen, nicht richtig schlau. Nun meine Frage an euch: Kann mir bitte jemand erklären warum das so ist und wie man auf die 4V kommt. Mir ist bewusst, dass sich bei der Reihenschaltung die Wiederstände addieren (5Ohm+10Ohm=Gesamtwiederstand 15Ohm). Wie geht man dann weiter vor und wie würde sich die Antwort ändern wenn eine Parallelschaltung dargestellt wäre, bei dir sich ja die Wiederstände wiefolgt 1/R1+1/R2 addieren.

Ich würde mich sehr freuen wenn ihr mir weiterhelfen könntet.

[Alice D.]

Reihe: Gesamtwiderstand 15 Ohm, gleicher Strom durch beide Widerstände. I=U/R, also 12/15 = 0,8 A. Dann U(Widerstand1)=R(W1)*I = 5*0,8 = 4V. Um die gleichen Strömlinge durch einen höheren Widerstand durchzupressen, muss eine höhere Spannung anliegen. Ist analog zum Wasserdruck bei veränderlicher Rohrfläche!

Bei Reihenschaltung also konstanter Strom, unterschiedliche Spannung.

Andersrum bei der Parallelschaltung, da gilt konstante Spannung aber unterschiedlicher Strom. Ergo liegen da an beiden Widerständen jeweils 12V an.
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[fly_like_an_eagle]

Hey Alice,

super erstmal vielen dank für deine Antwort. Trotzdem muss ich zum Verständnis nochmals Nachhaken: Wenn ich eine Reihenschaltung mit 2 wiederständen und einem Voltmeter gegeben habe, gehe ich wiefolgt vor: Ich rechne zu beginn mithilfe des Ohmschen Gesetzt erstmal die Stromstärke aus. Anschließend wird dann noch diese mit dem Wiederstand verrechnet um die Spannung am Wiederstand zu erhalten. Mir ist jedoch immer noch nicht ganz klar geworden warum ich jetzt meine errechnete Stromstärke mit R1 und nicht mit R2 verrechne. Eigentlich fließt doch der elektrische Strom von der Kathode (Minuspol) zur Anode (Pluspol), da an der Kathode ein Elektronenüberschuss herrscht. Wenn ich jetzt im Stromkreis des CBTs jedoch vom Minus zum Pluspol laufe, treff ich doch erst auf R2, bevor der Voltmeter zwischengeschalten ist und anschließend R1 kommt?

Wäre klasse wenn du, oder noch jemand anderes mir kurz erläutern könnte wo mein Denkfehler steckt?

[Sicherheitssalamander]

Das geht noch einfacher. Die Spannung teilt sich im gleichen Verhältnis auf, wie die Widerstände.

Einzelner Widerstand verhält sich zu Gesamtwiderstand wie Einzelspannung zu Gesamtspannung. In der obigen Aufgabe ist die Einzelspannung gesucht:

5 Ohm / 15 Ohm = x / 12 Volt

x = 1 / 3 * 12 Volt = 4 Volt

Nennt sich Spannungsteilerregel.
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[skyisthelimit18]

[Schienenschreck]

Jap, wenn sie parallel liegen, sind sie ja keine Spannungsteiler, sondern Stromteiler. Dafür gibt es aber so eine ähnliche Regel:

Ix / Iges = Rges / Rx

Vergleiche Spannungsteiler:
Ux / Uges = Rx / Rges
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[Nova-si]

[Schienenschreck]

Nur der Vollständigkeit halber auch hier die Verlinkung:
http://wiki.pilotenboard.de/index.php?title=TVT_Spannung_am_Voltmeter

So nun zur Frage nach der Flussrichtung. Wenn die Schaltung eingeschwungen ist (also kurze Zeit nach dem Einschalten) ist es bei dieser Schaltung völlig egal, in welcher Richtung der Strom fließt - er fließt halt, ein Widerstand ist keine Diode und somit richtungsunabhängig.

Man rechnet Iges * R1, weil das Voltmeter die Potentialdifferenz (=Spannung) zwischen dem oberen und dem unteren Anschluss von R1 misst.

Anders ausgedrückt: Spannung ist die Ursache für Stromfluss. Würde zwischen oberem und unterem Anschluss von R1 keine Potentialdifferenz herrschen, wäre es völlig egal, ob man den Widerstand mit einer Drahtbrücke überbrückt oder nicht - es macht aber selbstverständlich einen Unterschied!
Der Widerstand bremst das Ausgleichsbestreben der Potentiale zueinander. Wenn oben und unten gleiches Potential (= keine Spannung) herrschen würde, würde kein Strom durch den Widerstand fließen.
Um zur Stromrichtung zurückzukommen: Dreht man die Spannungsquelle um, zeigt das Voltmeter den gleichen Wert, nur mit negativem Vorzeichen.

Achja: Bei der Reihenschaltung fließt durch alle Widerstände der gleiche Strom, der sich aus der Summe der Widerstandswerte einstellt. Mit diesem konstanten Strom kann man über den Widerstandswert eines Widerstands die Spannungsdifferenz zurückrechnen.
Bei der Aufgabe geht das aber einfacher, weil die Spannung oben an der Widerstandsreihe 12V und unten 0V ist, und sich zudem die Spannungen im Verhältnis der Widerstände aufteilen - daher die Spannungsteilerregel.
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