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Grundlagen elektrischer Schaltungen und des Elektromagnetismus

Ein Widerstand R = 5 Ω und eine Spule (Wicklungswiderstand vernachlässigbar) werden in Reihe an eine Gleichspannungsquelle mit der Quellenspannung 10 V angeschlossen, und der Schalter wird geschlossen. Welche Kombination aus dem Strom unmittelbar nach dem Schließen und dem Strom nach ausreichend langer Zeit ist richtig?

  1. AUnmittelbar danach 2 A, nach langer Zeit 0 A
  2. BUnmittelbar danach 2 A, nach langer Zeit 2 A
  3. CUnmittelbar danach 0 A, nach langer Zeit 2 A
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: C. Unmittelbar danach 0 A, nach langer Zeit 2 A

Wegen v = L di/dt kann sich der Strom in einer Spule nicht sprunghaft ändern; unmittelbar nach dem Schließen ist der Strom daher 0, die Spule verhält sich wie ein Leerlauf, und die gesamte Quellenspannung von 10 V liegt an der Spule. Nach ausreichend langer Zeit ändert sich der Strom nicht mehr, die Spannung an der Spule wird 0 (wie ein Kurzschluss), und der Strom beträgt 10 V/5 Ω = 2 A. Dazwischen steigt der Strom exponentiell mit der Zeitkonstante L/R an.

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