Widerstand in der Glühbirne berechnen

[suzie012]

Hallo liebe Leute, wir haben da eine physik Aufgabe bekommen, wo ich mich leider nicht auskenne und jedoch noch wenige Pnkte auf eine positive Note brauche:

Im Heft steht es so:
Serienschaltung einer 100W-Birne und einer 25W-Birne. Welche Birne läuchtet auf? Warum?

Wir haben gesehn, dass die 25W-Birne aufgeläuchtet hat aber warum, weiß keiner!? Der Professor hat geimeint, wir müssen uns den Widerstand der Glühbirne(n?) ausrechnen und dann noch irgendeinen Rechenschritt ausführen.

Würde sich jemand finden, der das Beispiel lösen könnte?

[weebee78_5a27a7]

Hallo Suzie,
hast Du noch weitere Angaben? Zum Rechnen fehlt mindestens noch eine Angabe, ich schätze bei dieser Form der Aufgabe müßte es entweder der Strom I in A oder die Spannung U in V sein.
Viele Grüße,
weebee

[Gibbs_8ab508]

Hallo suzie012,
hattet ihr vielleicht noch eine Ausgangsspannung gegeben? Sonst wird es etwas schwierig da einen Widerstand auszurechnen.

[ampa_an_9ec45d]

Hallo suzie,

Im Heft steht es so:
Serienschaltung einer 100W-Birne und einer 25W-Birne. Welche
Birne läuchtet auf? Warum?

sind noch andere angaben im heft, wie zb spannung oder strom?

Wir haben gesehn, dass die 25W-Birne aufgeläuchtet hat aber
warum, weiß keiner!? Der Professor hat geimeint, wir müssen
uns den Widerstand der Glühbirne(n?) ausrechnen und dann noch
irgendeinen Rechenschritt ausführen.

bist du sicher, dass es eine reihen-(da hät ich nämlich erwartet, dass beide birnen aufleuchten, da ja durch beide der gleiche strom fließt) und nicht vllt eine parallelschaltung(wo ich mir vorstelle, dass die 25W birne, die ja auch den kleineren widerstand hat, für den strom einfacher zu passieren ist, aufleuchtet) war?

…

ok hab noch mal drüber nachgedacht, weil ich die zahlen nicht rausbekommen habe:

eine glühbirne als elektrisches bauteil zeichnet sich durch ihren widerstand aus. als ökonomischer einrichtungsgegenstand jedoch durch ihre leistung (denn die muss man bezahlen). deshalb kommt eine birne immer zusammen mit einer spannungsangabe (hab nachgekuckt , bei und sind das 230V. Mit P_lampe=(U_230V)²/R_lampe bekommen wir den fixen Lampenwiderstand R_lampe. wir sehen auch sofort:
R_100W >> R_25W

wenn wir die glühbirne jetzt an irgend ein anderes (zb selbst gebautes) stromnetz einbauen müssen wir mit diesen widerstandswerten überlegen wieviel licht denn aus der glühbirne kommen kann. dazu berechnen wir die leistung P=U*I. achtung das sind nicht die 100W von der birne! wir müssen also irgendwie heraus finden wieviel strom durch die birne fließt bzw welche spannung über ihr abfällt.

reihenschaltung:
in der reihenschaltung ist der strom der durch jedes bauteil fließt gleich groß. P_leucht=R_lampe * I²
je größer der widerstand desto mehr leuchtet die birne. die 100W leuchtet also stärker als die 25W birne. das ist auch gar nicht so unlogisch, da der größere widerstand mehr elektrische energie in wärmeenergie umwandelt und das ist ja genau das was man bei ner glühbirne sieht.

parallelschaltung:
in der paralleschaltung ist in jedem teil die spannung gleich groß. P_leucht = U²/R_lampe je größer der widerstand desto schwächer leuchtet die lampe. hier sieht man also die 25W lampe besser als die 100W lampe.
auch das kann man sich anschaulich erklären. der strom hat es viel schwieriger durch den großen widerstand zu fließen, also fließt er durch den kleinen. mehr strom bedeutet aber mehr leistung die abfällt und damit stärkeres leuchten.

ich hoffe ich konnte dir helfen und ich hoffe auch dass du serien und parallelschaltung verwechselt hast, sonst hab ich ein echt dickes problem

lg
Peter

p.s die formeln und ihre umstellungen findest du unter:
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Leistung
http://de.wikipedia.org/wiki/Ohmsches_Gesetz
http://de.wikipedia.org/wiki/Reihenschaltung
http://de.wikipedia.org/wiki/Parallelschaltung

[Swistun_6c2248]

Etwas sehr spät die Antwort - tut mir leid.
Ich hoffe du hast es dann doch mal verstanden.
Wenn nicht, hier die Auflösung - ganz ausführlich!

Als erstes der Hintergrund; man muss dabei wissen, wie sich Verbraucher (bei uns die Birne) verhalten. Ein Verbraucher wie die Glühbirne ist im eigentlichen Sine nichts weiter als ein Widerstand, der sich so stark erhitzt, dass er zu leuchten anfängt, wenn man genug Ampere drüber fließen lässt.
Andererseits lässt dieser Widerstand auch nur eine Bestimmte Menge an Elektronen passieren, wenn es im Stromkreis eingebaut ist.
Man diese Reihenschaltung so sehen, als würde man zwei verschieden dicke Wasserschläuche hintereinander klemmen.
Der dünnere - egal ob er als erstes oder als zweites angeschlossen wird, bestimmt IMMER wie viel ER maximal transportieren/durchlassen kann. Der dickere Wasserschlauch ist dann natürlich nicht mehr ausgelastet. Er könnte, wenn er allein Wasser leiten würde auch mehr durchlassen.

Für Uns ist also die Frage, welcher der Widerstände erweist sich als so ein dünner Schlauch und warum. Und vor allem was bedeutet es für das für das Licht/Leuchten der Lampe.

Wir haben gegeben; den Verbrauch (1.)100W und (2.)25W, und wir wissen wie viel Volt aus der Dose kommt - durchschnittlich 230V.

Gedankengang: Wir müssen den Wiederstand ausrechnen. Was haben wir zur Verfügung?
Wir kennen das Ohmsche Gesetz:
1.>> U=R*I mit der Einheit [V=Ohm*A]
daraus könnte man R berechnen:
2.>> R=U/I mit der Einheit [Ohm=V/I] ist klar denke ich.
Jetzt fehlt uns für die Berechnung der Strom I.
Bestimmt weißt Du auch, dass Leistung P sich wie folgt zusammensetzt:
3.>> P=U*I mit der Einheit [W=V*A]
diese haben wir gegeben und können daraus den Strom I ableiten.
4.>> I=P/U => I(1.)=100VA/230V=0,435A und I(2.)=25VA/230V=0,109A
das setzen wir in 1. ein und erhalten
5.>> 230V/I(1.)=529 Ohm als Widerstand für die 100W Lampe
und
6.>> 230V/I(2.)=2.116 Ohm als Widerstand für die 25W Lampe

Du siehst, die 25 Watt-Lampe hat einen viel höheren Widerstand als die 100 Watt-Lampe und wehrt sich Sinnbildlich mehr die Elektronen durch zu lassen als die andere Lampe. Die andere Lampe braucht aber mehr Elektronen (Strom) um zu leuchten und da sie sie nicht bekommt, - denke an den dickeren unausgelasteten Wasserschlauch, leuchtet sie noch nicht sichtbar.
Heiß ist der Glühwendel drinnen auch geworden. Nur zum Glühen hat es noch nicht gereicht.