Skript zur Vorlesung Physik Teil 1 (Sommersemester) und Teil 2 ...

R1
a b
g
+
-
f
Ri1
U1
Skript zur Vorlesung Physik 1 und Physik 2 Seite 155
Prof. Dr. P. Kaul, Fachbereich Biologie Chemie und Werkstofftechnik,
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg
Es wird zunächst eine willkürliche Umlaufrichtung gewählt, die gleichzeitig
auch die Stromrichtung festlegt. Falls dies nicht die richtige Stromrichtung
ist, wird als Ergebnis ein negativer Strom herauskommen, was eine Um-
kehrung der Stromrichtung bedeutet. Die Festlegung der Stromrichtung
liefert dann auch die Vorzeichen der Spannungen, die über den Wider-
ständen abfallen. Die Anwendung der Maschenregel liefert dann, begin-
nend in Punkt a:
U + U + U + U + U − U + U =
1 2 Q2 i2 3 Q1 i1
0
Durch die Masche fließt ein Strom, der überall gleich groß ist, d.h. die obige Gleichung kann auch geschrie-
ben werden als
I⋅ R + I⋅ R + U + I⋅ R + I⋅R − U + I⋅ R = 0
1 2 Q2 i2 3 Q1 i1
UQ2 − UQ1
⇒ I =
R + R + R + R + R
1 2 i2 3 i1
Die Beträge von UQ1 und UQ2 geben somit die Richtung des Stromflusses vor, unabhängig davon, in welcher
Richtung die Maschenregel angewendet wurde bzw. in welche Richtung die ursprüngliche Stromrichtung
festgelegt wurde.
Spannungsmessung:
Die Spannung ist für den Stromfluss verantwortlich. Da der Strom überall in einem Widerstand vorhanden
ist (durch ihn hindurchfließt) muss im Widerstand selbst überall eine Spannung vorhanden sein. Bei linearen
Widerständen nimmt die Spannung, die über dem Widerstand abfällt, linear ab. Es gibt somit keine Stelle
innerhalb des Widerstandes, die spannungslos ist. Eine Spannung wird somit immer über einem Bauteil
gemessen.
R3
Strommessung:
Ein Strom fließt stets durch ein Bauteil (z.B. Widerstand). Ein Strommessgerät muss somit so geschaltet
werden, dass es im Stromkreis liegt und der Strom durch das Messgerät fließt. (auch wenn das eigentliche
Messgerät meist nur ein kleiner Widerstand ist, über dem wieder eine Spannung abfällt, die dem fließenden
Strom proportional ist.
c
+
-
d
Potentiometerschaltung:
e
R2
Ri2
U2
Ein Potentiometer besteht aus einem Widerstand über den ein Schleifkontakt geführt werden kann. Dieser
Schleifkontakt teilt das Potentiometer somit kontinuierlich in zwei variable Widerstände.
Rges
A A
R1
R2