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Grundlagen elektrischer Schaltungen und des Elektromagnetismus

An eine Gleichspannungsquelle mit der Quellenspannung 10 V und dem Innenwiderstand 50 Ω wird ein Lastwiderstand RL angeschlossen. Welche Leistung wird höchstens in der Last umgesetzt, wenn man RL verändert?

  1. A2 W
  2. B1 W
  3. C0,5 W
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: C. 0,5 W

Die Leistung in der Last wird maximal, wenn RL gleich dem Innenwiderstand von 50 Ω ist (Satz der maximalen Leistungsübertragung). Der Strom beträgt dann 10 V/(50 Ω + 50 Ω) = 0,1 A, und die Leistung in der Last (0,1 A)² × 50 Ω = 0,5 W; man kann auch V²/(4R) = 100/200 = 0,5 W schreiben. Die Quelle gibt 10 V × 0,1 A = 1 W ab, die Hälfte davon geht im Innenwiderstand verloren, der Wirkungsgrad beträgt also 50 %. In Hochfrequenzschaltungen nutzt man diese Bedingung durch Anpassung; in Stromversorgungen und bei der Energieübertragung hat dagegen der Wirkungsgrad Vorrang, und der Lastwiderstand wird viel größer als der Innenwiderstand gewählt.

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