Lernplan BMI6C Physik für den 11.2.2015
Kirchhoffsche Gesetze, Teil 1
Die Kirchhoffschen Gesetze (Knoten- und Maschenregel) finden Sie im Skript auf Seite 5. Es gibt Schaltungen, von denen Werte so gegeben sind oder von denen man Teile nicht kennt, bei denen man mit den Ansätzen der Strom- und Spannungsaufteilung für Serie- und Parallelschaltung rechnerisch nicht weiterkommt. Und es gibt sogar solche, die sich nicht ebenenweise in Serie- und Parallelschaltungen zerlegen lassen. Dann helfen die Kirchhoffschen Gesetze. Ausserdem braucht man das Ohmsche Gesetz für jeden einzelnen Widerstand. Im Folgenden finden Sie die Aufgabe 2.68 als Beispiel. Bearbeiten Sie dann die Aufgaben 2.70, 2.71 (ohne Potenzial bei P, ϕB ignorieren), 2.89 a) und b). Und die letzten beiden Seiten dieses Lernplans sind weitere zu bearbeitende Aufgaben zu Kirchhoff, nicht aus dem Buch.
Berechnen Sie für diese Schaltung mit zwei Spannungsquellen die Spannungen über den einzelnen Widerständen sowie die Stromstärken in allen Leitungsstücken.
10 kW
3 kW 1 kW20 V
10 V
10 V
5 Ω
5 Ω
5 Ω
10 Ω
10 Ω
1.U1 , I1U2 , I2
U3 , I3U4 , I4
U5 , I5
10 V
50 Ω
5 Ω
5 Ω
10 Ω
10 Ω
2.U1 , I1U2 , I2
U3 , I3U4 , I4
U5 , I5
Stellen Sie zu diesen Schaltungen jeweils drei Maschengleichungen und zwei Knotengleichungen auf. Drücken Sie über das Ohmsche Gesetz die Ströme durch die Spannungen (und die bekannten festen Widerstandswerte) aus. Ziel ist es, fünf unabhängige Gleichungen für die fünf Spannungen zu erhalten. Für diese Woche reicht die Aufstellung des Gleichungssystems, Sie müssen es noch nicht lösen (obwohl das möglich ist, lineare Gleichungssysteme beherrschen Sie ja bereits; hier also eine Anwendung).
