Widerstand/Stromstärke/Paralle < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 20:58 Mo 25.04.2011 | | Autor: | BLeeK89 |
| Aufgabe 1 | 1. An eine Autobatterie mit der 12V Elektromotorische Kraft wird eine Lampe mit dem Wiederstand 4Ω geschaltet. Es wird die Stromstärke 2,9A gemessen. Berechnen Sie den inneren Wiederstand der Batterie
und die Stromstärke für den Fall, dass zwei Lampen, beide 4Ω Wiederstand parallel miteinander eingeschaltet sind
Ergebnisse: 0,138Ω und 5,61A |
| Aufgabe 2 | 2. a) Wie lang muss man den Kondensator des Defibrillators (C=25markoF) mit einer Spannungsquelle (Leerlaufspannung 8kV, innerer Wiederstand 3kΩ) aufladen, um eine Kondensatorspannung von 4,5 kV zu erreichen?
b) Wie große Energie speichert der Kondensator?
c) DIeser Kondensator wird bei der Anwendung des Defibrillators an dem Patienten entladen. Der Wiederstand des Patienten beträgt 750Ω. Welcher Anfangsstrom fließt?
d) Um wie viel Prozent sinkt die Kondensatorspannung während 20ms der Entladung?
Antworten: a) 62ms b) 253J c) 6A d) 65,6% |
Hallo liebe Community =)
ich stecke mitten in den Vorbereitungen fürs Abitur und habe unter anderem das Fach Physik :S
Habe besonders bei 2 Fragen große Probleme und weiß leider nicht wie ich die gelöst bekomme. Vielleicht findet sich ja jemand, der diese Aufgaben lösen kann. Klasse wäre es, wenn die Lösung ausführlich erklärt bzw aufgeschrieben ist, sodass ich jeden Schritt verstehen kann. Nur eine Antwort bringt mich leider net weiter...die hab ich selber..nur der Weg dahin is mir schleierhaft :((
Naja ich fang einfach mal an:
Hab die Antworten, leider überhaupt keine Ahnung wie man auf die Lösungen kommt..
so das wären die Aufgaben die mir zu schaffen machen x( wäre also klasse, wenn jemand eine Idee hätte
Vielen Dank im voraus!Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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Hallo!
na, ausführlich vorrechnen werden wir dir die Aufgaben nicht, aber wir helfen dir gerne.
Der wichtigste Punkt ist zunächst, daß es Widerstand heißt ;)
zur Aufgabe 1)
[mm] 4\Omega [/mm] an 12V sollte eigentlich einen Strom von 3A ergeben.
Nun besteht eine reale Batterie aus einer Serienschaltung einer Spannungsquelle und eines Widerstands. Das heißt, jeglicher Strom aus der Spannungsquelle muß immer zwangsweise auch durch diesen (Innen)widerstand.
Der Gesamtwiderstand in deiner Aufgabe ist damit etwas größer als [mm] 4\Omega [/mm] , und damit ist der Strom etwas kleiner. Wie groß ist denn ein Widerstand, durch den 2,9A bei 12V fließen?
Zur Aufgabe 2)
Hier brauchst du fast nur [mm] U(t)=U_0*e^{-t/(RC}) [/mm] fürs Entladen und [mm] U(t)=U_0*(1-e^{-t/(RC}) [/mm] fürs Laden.
Wenn du weitere Fragen hast, stelle sie ruhig, aber ein wenig konkreter!
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 00:37 Di 26.04.2011 | | Autor: | BLeeK89 |
Zu 1:
R=U/I
12V/2.9V=4.14A (innerer Wiederstand der Batterie)
I= ?
R1+R2=4Ohm+4Ohm = 8Ohm Rges
Rges=U/I
Uges/Rges=I
12V/8Ohm=1.5A
Macht das so sinn..ist da noch ein fehler versteckt?
Zu 2:
mhh schwer..
die Formel kann ich net entwurschteln..
U0*e(Was ist e..ist das eine Konstante..falls ja, wie lautet die und für was steht die)
^-t (muss ich das mit log runterholen damit ich das berechen kann?)
R und C was is das?Konstanten?
danke
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 00:56 Di 26.04.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Zu 1:
>
> R=U/I
> 12V/2.9V=4.14A (innerer Wiederstand der Batterie)
sieh dir nochmal deine formel an, und die einheiten, die du da hingeschrieben hast. mich gruselt.
wenn du dann den widerstand in den richtigen einheiten ausgerechnet hast lies noch mal den vorigen post. was du mit R=U/I ausgerechnet hast ist NICHT der innenwiderstand der Batterie.
>
> I= ?
> R1+R2=4Ohm+4Ohm = 8Ohm Rges
das ist falsch, die lampen sind nicht in Reihe, sondern parallel geschaltet.
Auch für L. in Reihenschaltung wäre es falsch, weil du ohne den Innenwiderstand der Batterei gerechnet hast.
> Rges=U/I
> Uges/Rges=I
> 12V/8Ohm=1.5A
>
> Macht das so sinn..ist da noch ein fehler versteckt?
Ja! 2 Fehler
> Zu 2:
> mhh schwer..
> die Formel kann ich net entwurschteln..
> U0*e(Was ist e..ist das eine Konstante..falls ja, wie
> lautet die und für was steht die)
> ^-t (muss ich das mit log runterholen damit ich das
> berechen kann?)
Da stand eine e- funktion, wenn du den logarithmus kennst solltes du die auch kennen, Wenn ihr kondensator auf und entladung nicht gemacht habt, ist die aufgabe schwer, sieh doch noch mal in deinen Unterlagen nach.
> R und C was is das?Konstanten?
R ist wie von dir oben verwendet Widerstand, C wie in der aufgabe steht Kapazität.
Es ist etwas befremdlich, wenn du nach den üblichen Buchstaben für dinge wie Widerstand fragst und sie wenige zeilen vorher verwendest und fest annimmst, dass wir U=R/I verstehen.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:59 Di 26.04.2011 | | Autor: | BLeeK89 |
Geg: U=12V R=4Ὢ I=2.9A
R=U/I = 12V/2.9A = 4.14Ὢ
Rges-R= 4.14 - 4 = 0.14Ὢ
0.14Ω innerer Widerstand der Batterie
1/Rges=1/R1+1/R2 = 1/4Ω + 1/4Ω = 0.5Ω
0.5Ω + 0.14Ω = 0.64Ω
R=U/I --> I=U/R = 12V/0.64Ω = 18.75 A
zu 2)
a) U(t) = U0 * (1-e^-t/(RC))
4.5kV=8kV*(1-e^-t/(3000*0.000025F)
4.5/8=1-e^-t/(3000*0.000025F))
-0.4375=e^-t/(0.075)) | ln
ln -0.4375 = -t/0.075
da mach ich irgendwo den fehler :((
b)
Energie wird vom Kondensator gespeichert:
w=c*u²/2 = 25*10^-6*4500V = 253J
c)
R=U/I = U/R = I --> 4500/750Ω = 6A
d)
U(t) = U0*e^-t/(RC))
4500*e^-20*10^-3/(750*25*10^-6))
4500*e^-1.067
das ergbnis ist aber leider wie bei 2a nicht richtig :((
vielleicht könntet ihr noch einmal einen blick drauf werfen..
vielen dank!
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:50 Di 26.04.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
rechne wirklich mit einheiten und schreib sie nicht nur hin!
> Geg: U=12V R=4Ὢ I=2.9A
>
> R=U/I = 12V/2.9A = 4.14Ὢ
>
> Rges-R= 4.14 - 4 = 0.14Ὢ
>
> 0.14Ω innerer Widerstand der Batterie
Richtig
>
> 1/Rges=1/R1+1/R2 = 1/4Ω + 1/4Ω = 0.5Ω
falsch [mm] 1/R=1/(2\Omega) [/mm] R= ??
> 0.5Ω + 0.14Ω = 0.64Ω
>
> R=U/I --> I=U/R = 12V/0.64Ω = 18.75 A
>
Folgefalsch
>
>
> zu 2)
>
> a) U(t) = U0 * (1-e^-t/(RC))
> 4.5kV=8kV*(1-e^-t/(3000*0.000025F)
wieder fehlende Einheiten! [mm] \Omega*F=s
[/mm]
> 4.5/8=1-e^-t/(3000*0.000025F))
hier ausser den Einheiten noch richtig
> -0.4375=e^-t/(0.075)) | ln
hier ein Vorzeichenfehler
dadurch der Rest nutzlos
> b)
> Energie wird vom Kondensator gespeichert:
> w=c*u²/2 = 25*10^-6*4500V = 253J
die formel ist noch richtig, dann hast du bei 4500V das Quadrat vergessen dazu wieder nur ein Teil der Einheiten
Ergebnis richtig
Im abi gibt es deutliche Punktabzüge für so falsche Sachen wie
25*10^-6*4500V = 253J auch wenn du [mm] (4500V)^2 [/mm] richtig hättest geben [mm] V^2 [/mm] nicht J
>
> c)
> R=U/I = U/R = I --> 4500/750Ω = 6A
Wie kann man in der 12. Klasse noch schreiben U/I=U/R du meinst aus R=U/I folgt U/R=I dann dazu noch der Punktabzug (oder je nach Korrektor einfach falsch) die Einheiten falsch
>
> d)
> U(t) = U0*e^-t/(RC))
> 4500*e^-20*10^-3/(750*25*10^-6))
>
> 4500*e^-1.067
Das ist, bis auf das fehlende V noch richtig. du musst daraus noch ausrechnen UM wieviel % die Spannung gesunken ist (nicht auf wieviel. also 7.Klasse % Rechnung!
du arbeitest für ne abi Vorbereitung zu sorglos. 2 Minuten länger bedeutet oft 20min Gewinn!
wenn man etwa wie in -0.4375=e^-t/(0.075)) den ln von was negativem suchen will, sollte man aufschrecken und die gleichung nochmal langsamer in 2 bis 3 Schritten statt einem umzuformen. Bei jedem Schritt kurz überlegen warum.
4.5/8=1-e^-t/(3000*0.000025F)) die negative [mm] -e^{-t/(3000*0.000025s)}
[/mm]
addieren ergibt
e^-t/(3000*0.000025F)+4.5/8=1
e^-t/(3000*0.000025F)=1-4.5/8
jetzt hast du 2 psitive seiten und kannst den ln anwenden.
ein Zwischenschritt mehr ein richtiges ergebnis mehr!
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