Widerstände im Stromkreis – Lösungen

a Der Widerstandswert hängt von der Länge, der Querschnitts­fläche, dem Material und der Temperatur des Drahts ab.
b Je länger der Draht ist, desto größer ist sein Widerstandswert.

Je dicker der Draht ist, desto kleiner ist sein Widerstandswert.
Auch das Material beeinflusst die Größe des Widerstandswerts: Kupfer z. B. hat einen sehr geringen Widerstand, Chromnickel
einen hohen.
Je höher die Temperatur ist, desto größer ist in der Regel der Widerstandswert. Das gilt nicht für Materialien wie Konstantan.
c Der Draht sollte möglichst dünn, möglichst lang und sehr heiß sein. Außerdem sollte er aus einem Material mit einem sehr
hohen Widerstandswert bestehen.

a Ein Widerstandswert von 10 Ω bedeutet, dass eine Spannung von 10 V angelegt werden muss, damit eine Stromstärke von 1 A fließen kann.
b

A: R =\( \frac{U}{I} \) => R =\( \frac{600 V}{0,2 A} \) = 3000 Ω
B: U = R · I => U = 90 Ω · 2,1 A = 189 V
C: I = \( \frac{U}{R} \) => I = \( \frac{230 V}{1100 Ω} \)  = 0,21 A

a Es entsteht eine Ursprungsgerade, da bei gleichmäßiger Erhöhung der Spannung auch die Stromstärke im gleichen Verhältnis zunimmt.
b Dividiert man die zusammengehörigen Werte von Spannung und Stromstärke, so ergibt sich immer derselbe Wert.

a A: Parallelschaltung gezeichnet, B: Reihenschaltung.
b A: In der Parallelschaltung liegt an jeder Lampe die volle Spannung von 4 V an.

B: In der Reihenschaltung teilt sich die Spannung auf. Damitliegen an jeder Lampe 2 V an.
c In der Parallelschaltung leuchten die Lampen heller als in der Reihenschaltung. In der Parallelschaltung ist jede Lampe direkt
an die Spannungsquelle angeschlossen und leuchtet daher so hell, als ob nur eine Lampe angeschlossen wäre.
In der Reihenschaltung bekommt jede Lampe weniger Energie, da die Spannung geringer ist (2 V). Auch die Stromstärke in der Reihenschaltung ist wegen des höheren Gesamtwiderstands geringer.

a Hochspannungsleitungen transportieren elektrische Energie bei mehreren Tausend Volt Spannung. Spannungen dieser Größe sind lebensgefährlich, wenn ein Mensch in den Stromkreis gerät.

b Wenn es zu einem Kontakt des Drachens mit der stromführenden Leitung eines Hochspannungsmasts kommt,
dann schließt sich ein Stromkreis: Leitung → Drache → Schnur des Drachens → Körper des Kindes → Boden.
Dabei besteht unmittelbare Lebensgefahr!

a Bei Halbleitern liegt die Leitfähigkeit bei Zimmertemperatur zwischen der von Leitern und Nichtleitern (Isolatoren). Daher haben Halbleiter ihren Namen.
b Germanium ist wie Silicium ein Halbleitermaterial. Durch die Erwärmung entstehen in einem Halbleiter freie Ladungsträger, die seine Leitfähigkeit erhöhen. Der Widerstand wird also geringer.

a Sensoren können beispielsweise Druck, Wärme und Licht „erfühlen“.
b

In der Schaltung muss noch eine Energiequelle, beispielsweise eine Batterie, ergänzt werden.

a Wesentlicher Unterschied bei der Funktion ist die Fähigkeit der LED zu leuchten.

Im Aufbau haben Diode und LED gemeinsam, dass sie von einer Kunststoffhülle umgeben sind. Der Unterschied ist, dass die
Kunststoffhülle bei einer LED transparent ist, damit das Licht hindurch kann.
Die Schaltsymbole von LED und Diode unterscheiden sich dadurch, dass bei der LED zwei Pfeile vom Dreieck weg zeigen, die das Licht darstellen.

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