Hallo, wir haben heute eine Physik-Schulaufgabe geschrieben.
Da ich mir die ganze Zeit Gedanken über sie mache, wollte ich meine Ergebnisse mal überprüfen.
1.Wieso „weiß“ der Strom schon von Anfang an, dass er „langsamer“ (darf man ja nicht sagen) fließen „muss“(Ja, ich weiß Atome, die sich anstoßen etc.) doch wie kann ich das so erklären ,dass man volle Punktzahl bekommt.
2.Wieso ist in einer Reihenschaltung U=U1+U2…
Iges=I1=I2… und Rges=R1+R2 (vllt. mit Atomen bzw. Elektronen erklären, kurz aber gut)
Und wieso bei einer Parallel… Uges=U1=U2 Iges=I1+I2 und Rges= 1/R1+1/R2
Vielen Dank im Vorraus,
Ps. Ich weiß die Fragen sind echt blöd!
Aber ich will sie kurz und gut erklärt ahben damit ich sie mit meinen Ergebnissen vergleichen kann.
LG
Ich hoffe Sie nehmen sich die Zeit ^^
Das ist doch mal was anderes zur Abwechslung 
Oft hilft es sich Strom als Wasser im Schlauch vorzustellen, die Spannung wäre dann der Wasserdruck und die Stromstärke ist die Wassermenge. Natürlich nicht immer da für Elektronen andere Gesetze gelten. Wirklich sind es Elektronen die sich im Atomgitter von zb Kupfer verschieben können.
So wie du auch beim gefüllten Wasserschlauch hinten am Wasserhahn nur Wassermoleküle reinschiebst und sofort vorne welche rausgedrückt werden so auch im Kabel, wenn du also ein 10km Stromkabel hast und hinten Strom anschliesst dann drückst du alle Elektronen im Kabel weiter und am Ende kommt gleich eines raus aber nicht das was du am Anfang des Kabels reingeschoben hast
Nun Wenn ich Widerstände in Reihe hab, also eine Engstelle wo sich Elektronen enger aneinander legen müssen um durchzupassen, dann habe ich bei der aneinanderreihung ja einfach eine längere engstelle – es Addiert sich also R1+R2=Rges
Bei der Parallelschaltung ist es ja so das die Elektronen sich nun aufteilen also durch die jeweilige Engstelle weniger durchmüssen.
die Spannung ist überall gleich weil alle parallen Widerstände die Elektronen ja direkt bekommen.
Beim Widerstand ist es aber umgekehrt die elektronen haben doch noch mehr Platz wenn ich mehr parallele Widerstände hab, der Gesamtwiderstand ist dabei antiproportional zu den Teilwiederständen. Also immer der Kehrwehrt.
Der gesammte Widerstand ist dann die Addition der einzelnen Kehrwerte ¹/R₁+¹/R₂=Rges
Die Anzahl (Stromstärke) der Elektronen ist aber Gesammt das was in jedem Teil der Leitung ist also Iges=I₁+I₂
ich hoffe dir damit geholfen zu haben es etwas besser zu verstehen und das du eigene Beispiele findest
Um Deine Frage zu beantworten, muß ersteinmal ein Sachverhalt geklärt werden!
Was verstehst Du unter „langsamer fließen“?
Was heist hier „Atome stoßen sich an“?
Was glaubst Du, weshalb man Metalle, also leitende Materialien benutzt und nicht Porzellan oder Kunststoffe, um Ströme fließen zu lassen?
Versuche diese Fragen zu antworten und ich werde meinerseits Dir Antworten.
Hallo,
zu 1.:
Stimmt, der Strom fliesst nicht „langsamer“. Man kann sich den elektrischen Strom sehr gut vorstellen, wenn man ihn mit einem Wasserfluss vergleicht. Dabei entspricht U dem Wasserdruck und I einer gewissen Wassermenge pro Zeit. Der Strom „weiß“ nicht vorher wie „schnell“, oder genauer wie viel, fließt, sondern das ergibt sich aus den Materialeigenschaften des Leiters bzw. des Wasserrohrs in dem Vergleich. Ein Verbrauchef (z. B. eine Lampe) kann man sich als Hindernis für das Wasser vorstellen.
zu 2.:
In der Reihenschaltung, d. h. wenn mehrere Hindernisse hintereinander sind, erhöht sich der Wasserdruck mit jedem Hindernis das im Weg ist und entsprechend nimmt die Fließmenge ab. Der Widerstand ergibt sich beim Strom aus dem Verhältnis von U und I, d. h. R = U/I.
Bei der Parallelschaltung kann man sich vorstellen, dass mehrere Wasserrohre nebeneinander liegen. Dann ist klar, dass sich der Wasserfluss addiert, aber der Druck gleich bleibt. Wenn man jetzt Rges ausrechnet, indem man z. B. U1 = U2 und Iges = I1 + I2 und R1 = U1/I1, bzw. R2 = U2/I2 einsetzt, kommt genau die Formel für R heraus.
Wichtig dabei ist, dass man sich den Widerstand nicht wirklich veranschaulichen kann, sondern ergibt sich aus dem Verhältnis von U und I. Diese kann mansich aber sehr gut veranschaulichen.
Ich hoffe ich konnte dir etwas weiterhelfen.
Schöne Grüße
Hallo!
1.Wieso „weiß“ der Strom schon von Anfang an, dass er
„langsamer“ (darf man ja nicht sagen) fließen „muss“(Ja, ich
weiß Atome, die sich anstoßen etc.) doch wie kann ich das so
erklären ,dass man volle Punktzahl bekommt.
Gute Frage 
Der Strom „weiß“ eigentlich gar nichts. Fangen wir mal von vorne an:
Strom fließt immer dann, wenn zwischen zwei Punkten ein Potentialunterschied (=Spannung) besteht und ein Leiter es ermöglicht, diesen Potentialunterschied auszugleichen. Ein Leiter (z.B. Metall) zeichnet sich dadurch aus, dass er in seiner Struktur „frei bewegliche“ Elektronen hat. Man kann sich das so vorstellen wie ein Rohr mit Kugeln drin: Die Kugeln sind die Elektronen. Wenn Du vorne eine reinschiebst, fällt hinten eine raus. Genau so fließt Strom in einem Leiter. Das Problem ist nun, dass einige Leiter mehr und andere weniger „bewegliche Elektronen“ haben. Hat ein Leiter wenige bewegliche Elektronen, gibt es quasi einen „Stau“, und die Elektronen fließen langsamer. Ist der „Stau“ sehr groß, entsteht Wärme. Das nutzen wir zum Beispiel bei einer Glühlampe. Die leuchtet deshalb, weil der Strom durch einen Widerstand (=die Glühwendel) muss, dabei erwärmt diese sich so stark, dass sie glüht. Der Strom „weiß“ also nicht, dass er „langsamer“ fließen kann, er kann eben nicht schneller als es die Elektronen im Leiter zulassen,
2.Wieso ist in einer Reihenschaltung U=U1+U2
Eine Spannungsquelle ist eine Elektronenquelle. D.h. eine Spannung entspricht einer bestimmten Anzahl von Elektronen, die versuchen, ihr Potential auszugleichen.
Wenn Du nun zwei Spannungsquellen hintereinander (=in Reihe) schaltest, addiert sich die Anzahl der Elektronen, die versuchen, ihr Potential auszugleichen. Also addiert sich auch die Spannung.
Iges=I1=I2
Das lässt sich wieder mit dem Rohr und dem Elektronen erklären. Wenn die Spannungsquellen hintereinander geschaltet sind, kann an keiner Stelle im Stromkreis mehr Strom fliessen als an einer anderen Stelle. Deshalb ist der Strom in einer Reihenschaltung überall gleich hoch.
Rges=R1+R2
Der Widerstand beschreibt, wie oben schon beschrieben, eine „Engstelle“ für Elektronen. Liegen diese hintereinander, addiert sich deren Wirkung.
Und wieso bei einer Parallel… Uges=U1=U2
Wenn zwei Elektronenquellen parallel geschaltet sind, haben beide gleich viele Elektronen, die den Potentialausgleich suchen. Deshalb bleibt die Spannung gleich.
Iges=I1+I2
Die Stromstärke gibt an, wieviele Elektronen pro Zeiteinheit fliessen können. Wenn Du zwei Spannungsquellen parallel schaltest, können zur gleichen Zeit doppelt so viele Elektronen fliessen. Deshalb addieren sich die Ströme.
Rges=1/R1+1/R2
Wie oben bereits erwähnt, ist ein Widerstand eine „Engstelle“ für Elektronen. Wenn zwei Widerstände parallel liegen, kann sich der Strom aufteilen, ein Teil der Elektronen fließt durch den einen, ein Teil durch den anderen Widerstand.
Ich hoffe Sie nehmen sich die Zeit ^^
Habe ich mir genommen, ich hoffe, die Antworten helfen
Hallo,
also, zuerst mal hoffe ich, dass das mit der Physik-Aufgabe trotzdem einigermaßen geklappt hat und auch eine annehmbare Note herauskommt. Dafür drücke ich schon mal beide Daumen!
Eine Garantie für volle Punktzahl kann ich natürlich nicht geben, weil ich nicht weiß, wie weitgehend das Thema im Unterricht behandelt wurde. Aber ich hoffe, das Du es dadurch besser verstehst. Das ganze Thema ist sehr abstrakt, aber noch ganz gut nachzuvollziehen, so lange man keinen Wechselstrom berechnen muss. Es gibt ja auch viele Vergleiche - zum Beispiel mit Wasser.
Du kannst mich übrigens auch ruhig duzen, sonst komme ich mir so alt vor
Der Strom fließt natürlich nicht unbedingt langsamer, sondern es fließt weniger. Der Strom muss es auch nicht wissen, sondern diese Tatsache wird ihm durch den Widerstand einfach vor die Nase gesetzt. Quasi jeder elektrisch leitende Stoff setzt dem Strom einen gewissen Widerstand entgegen. Nur sogenannte Supraleiter haben keinen, diese Stoffe nehmen diesen Zustand aber nur bei sehr geringen Temperaturen an, was leider immer sehr unwirtschaftlich ist.
Jeder andere Stoff, der als Leiter verwendet wird, hat auch einen Widerstand. Kupfer oder Aluminium weniger und der klassische Kohlenstoff mehr.
Der Widerstand kommt dadurch zustande, dass die freien Valenzelektronen (die transportieren ja durch gerichtete Bewegung bei angelegter Spannung den Strom) in dem Stoff immer wieder mit dessen Atomen zusammenstoßen und dabei ihre (Bewegungs-) Energie verlieren. Das bewirkt, dass der Stoff sich erwärmt. Extrem sieht man das in Glühbirnen. Dadurch, dass die Bewegung der Elektronen gehemmt wird, kommt auch weniger durch.
Da kann wieder der Vergleich mit Wasser herangezogen werden. Wenn ich zum Beispiel einen Schwamm vor einen Wasserschlauch halte, kommt immer noch Wasser durch, aber lange nicht mehr so viel, als wenn das Wasser einfach frei austreten kann. Also auch ein Widerstand…
Bei einer Reihenschaltung liegt an der gesamten Schaltung die Spannung an. Die Widerstände teilen sich die Spannung untereinander in Abhängigkeit des Widerstandswertes auf. Der Strom fließt durch alle Widerstände der Reihenschaltung gleich! Er teilt sich nirgends, das kommt erst bei der Parallelschaltung. Wenn man das Bild der Reihenschaltung auf Wasser anwendet, dann ist es so, dass das Wasser nacheinander durch mehrere Engstellen fließt. An jeder Engstelle verliert es mehr oder weniger vom Druck, der ganz am Anfang anstand. Die fließende Wassermenge ist aber überall gleich.
Ein verhältnismäßig großer Widerstand bewirkt einen hohen Druckverlust, also Spannungsabfall (den Druck kann man bei diesem Vergleich wie die elektrische Spannung verstehen und den Strom wie die Wassermenge, die fließt).
Die Summe aller Spannungen an den Widerständen einer Reihenschaltung muss die der angelegten Spannung sein. Es kann nichts verloren gehen. Also: Uges = U1 + U2 + U3 + … und Iges = I1 = I2 = I3 = …
Die Widerstände werden zusammengezählt, weil sie sich alle nacheinander dem Stromfluss in den Weg stellen. Also Rges = R1 + R2 + R3 + …
Bei der Parallelschaltung liegen alle Widerstände an der vollen angelegten Spannung. Jeder Widerstand läßt jetzt abhängig von seiner Größe (in Ohm) mehr oder weniger Strom durch. Bei Wasser wäre es wieder so, dass mehrere Engstellen parallel das Wasser durchlassen. Je enger desto weniger… Die Summe aller Ströme fließt vorne rein, teilt sich in die verschiedenen Widerstände auf und hinten wieder zusammen. Jetzt noch mal die Formel dazu: Spannung liegt überall gleich an, also Uges = U1 = U2 = U3 = … Der Strom wird unter den Widerständen je nach Größe aufgeteilt, also Iges = I1 + I2 + I3 + …
Die Widerstande stellen sich jeder für sich dem Stromfluss entgegen, aber was sie an Strom durchlassen, fließt hinterher wieder zusammen. Hier werden die Kehrwerte der Widerstände addiert und ergeben den Kehrwert des Gesamtwiderstandes. Das kann man herleiten aus den einzelnen Widerstandsgleichungen. Wenn Du das noch brauchst, guck mal nach einer Herleitung im Buch oder im Internetz. Ansonten frag mich noch mal, es ist etwas unansehnlich, wenn man es hier als Text aufschreibt.
Wichtig ist dabei,dass der Widerstand der Gesamtschaltung mit jedem Widerstand abnimmt, der dazukommt, weil jeder für sich wieder etwas Stromfluß zur gesamten Schaltung hinzufügt und damit den Gesamtwiderstand verringert.
Das schöne an der ganzen Formelei ist, dass man wirklich jeden einzelnen Widerstand für sich diskret betrachten und ausrechnen kann. Dadurch ist es hinterher gar nicht mehr so kompliziert.
Wenn Du mit Elektrotechnik weitermachst, kommen bei richtigen Schaltungen auch noch Leitungswiderstände (Kupfer hat auch Widerstand) und Innenwiderstände der Spannungsquellen dazu. Aber auch damit kann man genauso rechnen. Dein Physikunterricht gibt Dir die Grundlage dazu.
Viel Erfolg und frag mich gerne wieder, wenn Du meine Erklärung gut verstehst oder wenn es irgendwo noch hakt. Mit meiner Tochter habe ich das Thema auch schon durch, als sie es in Physik hatte:wink:
Gruß
Dapsel
Hallo IHDM27,
was heißt den „lansamer“ fließen? Die Wirkung des elektrischen Stromes pflanzt sich mit Lichtgeschwindigkeit fort. Die Geschwindigkeit der Elektronen ist aber von mehreren Größen abhängig:
Mit zunehmendem Strom I müssen mehr Elektronen pro Zeiteinheit durch den Leiter bewegt werden. Ein elektrischer Leiter (ein Stück Draht) stellt eine bestimmte Anzahl an Elektronen zur Verfügung. Je mehr Strom fließen soll, desto schneller müssen sich die Elektronen zwangsläufig durch den Leiter bewegen. Bei konstanter Temperatur, konstanter Querschnittsfläche und konstanter Ladungsdichte ist die Geschwindigkeit der Elektronen v direkt proportional zum elektrischen Strom: v ~ I.
In einer größeren Querschnittsfläche A befinden sich mehr Ladungsträger und für die gleiche Strommenge reicht eine geringere Elektronengeschwindigkeit aus. Die Driftgeschwindigkeit ist umgekehrt proportional zur Fläche: v ~ 1/A.
Wenn du dir eine Reihenschaltung aufzeichnest, kann du Antwort gut selbst erkennen. Der Strom muss überall gleich sein, denn es gibt ja nur eine Strombahn. Die Spannung muss sich zwangsläufig auf die einzelnen Widerstände aufteilen, denn es gibt ja nur eine Spannung.
Dasselbe gilt auch für die Parallelschaltung. Die Spannung ist dort an jedem Widerstand gleich, weil jeder Widerstand mit der Spannungsversorgung verbunden ist. Jeder Widerstand „zieht“ aber Strom, so dass sie die Ströme zum Gesamtstrom addieren.
Das ist so ähnlich wie bei Wasserleitungen.
Viele Grüße
Franz Peter
Mach die Hausaufgaben.
Hallo,
diese elementaren Dinge stehen in jedem Schulbuch der Physik. Knapp und klar in den Merkkästen.
Hallo,
Nun, erstmal fließt Strom nicht so einfach. Elektronen bewegen sich durch einen elektrischen Leiter. Die Geschwindigkeit, mit der sie sich durch den Leiter bewegen hängt vom Querschnitt des Leiters und der Stromstärke ab.
Wenn man’s genau nimmt, dann besteht ja ein Zusammenhang zwischen Stromstärke und Spannung (R=U/I), der bei gleichbleibendem Wiederstand eine höhere Spannung für eine höhere Stromstärke voraussetzt. Die Elektronen werden dann also durch die Spannung viel stärker angezogen.
Das mit dem Querschnitt kannst Du dir etwa wie bei einer Autobahn vorstellen, wenn nämlich mal der Verkehr von 3 Spuren auf eine einzige Spur verringert werden, so entsteht ein Stau (allerdings nur, wenn genügend viele Autos da sind). Wobei aber die Elektronen keine Bremse haben. Sie würden (in diesem Beispiel) einfach aneinander und mit der Leitplanke kollidieren (dadurch entsteht übrigens die Wärme im elektrischen Leiter).
Also wäre hier die Anzahl der Autos, die durch das Autobahnstück fahren (in einer bestimmten Zeit), die Stärke des Verkehrs, während die Geschwindigkeit der Autos, die Spannung bilden würde (um genau zu sein, würde man die Geschwindigkeit der Autos beim Start vorgeben, so mit einem Verkehrszeichen für die zulässige Höchstgeschwindigkeit).
Für den zweiten Teil der Frage kann man das Autobahnbeispiel übrigens ebenfalls gut nutzen. Stell Dir einfach mal vor, es würde neben der einen Autobahn eine weitere Autobahn sein (Parallelschaltung). Dann würden mehr Autos parallel das Ziel erreichen, wodurch sich also die Stärke des Verkehrs ändert. (Da die Höchstgeschwindigkeit vorgegeben ist, ändert sie sich hier nicht. Bei einem Stau würden die Autos auf die Parallelautobahn ausweichen.)
Würde man verschiedene Autobahnen nacheinander bauen. Zum Beispiel einspurig, dreispurig, einspurig. Dann würden trotzdem nur die Anzahl Autos das Ziel (in einer bestimmten Zeit) erreichen, welche an der engsten Stelle durchkommen.
Die Geschwindigkeiten sind dann unterschiedlich, da man ja im Stau nicht die Höchstgeschwindigkeit erreichen kann.
Ich hoffe, daß Dir dieses Beispiel die Zusammenhänge besser dargestellt hat…
LG