Grundlagen elektrischer Schaltungen und des Elektromagnetismus

Eine Spannungsquelle V1 mit der Quellenspannung 10 V ist über den Widerstand R1 = 10 Ω mit dem Knoten A verbunden, eine Spannungsquelle V2 mit der Quellenspannung 5 V über den Widerstand R2 = 10 Ω mit demselben Knoten A; zwischen Knoten A und Masse liegt der Widerstand R3 = 10 Ω. Die Minuspole beider Spannungsquellen liegen an Masse. Wie groß ist die Spannung am Knoten A?

  1. A7,5 V
  2. B5 V
  3. CEtwa 3,3 V
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: B. 5 V

Mit dem Überlagerungssatz (Superpositionsprinzip) betrachtet man die Spannungsquellen einzeln (die jeweils andere wird kurzgeschlossen). Wirkt nur V1, bilden R2 und R3 parallel 5 Ω, und der Knoten A liegt auf 10 V × 5/(10 + 5) ≈ 3,33 V. Wirkt nur V2, ergibt sich ebenso 5 V × 5/(10 + 5) ≈ 1,67 V. Zusammen sind es 3,33 + 1,67 = 5 V, und durch R3 fließen 5 V/10 Ω = 0,5 A. Der Überlagerungssatz gilt für lineare Schaltungen und lässt sich nicht direkt auf quadratische Größen wie die Leistung anwenden.

Dieses Thema üben Zur Themenseite

Weitere Fragen zu Grundlagen elektrischer Schaltungen und des Elektromagnetismus

  1. An eine Gleichspannungsquelle von 10 V werden zwei Zweige parallel geschaltet: R1 = 1 kΩ in Reihe mit R2 = 1 kΩ sowie R3 = 1 kΩ in Reihe mit R4 = 1,5 kΩ (R1 und R3 liegen am Pluspol). Wie groß ist der Betrag der Spannung zwischen dem Verbindungspunkt von R1 und R2 und dem Verbindungspunkt von R3 und R4? (Der Strom durch die Messung wird vernachlässigt.)
  2. Wie ändert sich bei einem Draht mit kreisförmigem Querschnitt aus gleichem Material und mit gleicher Länge der Widerstand, wenn man den Durchmesser verdoppelt? (Gleiche Temperatur.)
  3. Welcher Wert liegt dem Betrag des Blindwiderstands eines Kondensators mit der Kapazität 1 µF bei einer Frequenz von 1 kHz am nächsten?
  4. Wie groß ist der Betrag der Impedanz einer Schaltung, in der ein Widerstand R = 30 Ω und eine Spule mit dem Blindwiderstand XL = 40 Ω in Reihe geschaltet sind? (Der Wirkwiderstand der Spule wird vernachlässigt.)
  5. Welcher Wert liegt der Resonanzfrequenz eines Reihenschwingkreises mit L = 1 mH und C = 10 nF am nächsten?