Gleichstromkreis

Zwei Glühlampen sollen an einem Akkumulator mit den Nenndaten 12V / 60Ah betrieben werden. Hierzu stehen zwei Schaltungen zur Verfügung:

Schaltung 1	Schaltung 2
Nenndaten der Lampen:	Lampe L1: 6V / 15W Lampe L2: 3V / 3W

1. Welche Ströme fließen in den Lampen L1 und L2 bei den Nenndaten?
   
   
2. Berechnen Sie die Vorwiderstände R1 und R2 für Schaltung 1, damit die Lampen im Nennbetrieb eingesetzt sind.
   
   
3. Welche Widerstände R3 und R4 sind in Schaltung 2 für den Nennbetrieb der Lampen notwendig?
   
   
4. Berechnen Sie jeweils die gesamte Verlustleistung der Widerstände bei beiden Schaltungen
   
   
5. Wie lange kann jede der beiden Schaltungen durch eine Akkumulatorladung betrieben werden? (U=12V)
   
   
6. Welche Folgen ergeben sich für die Lampe L1 in Schaltung 2, wenn die Lampe L2 durchbrennt? (Begründung ohne Rechnung)
   

Lösungen

a.	b.	c.
P = U / I -> I = P / U IL1 = 15W / 6V = 2,5A IL2 = 3W / 3V = 1A	UR1 = 12V - UL1 = 6V R1 = UR1 / IL1 = 2,4 Ohm UR2 = 12V - UL2 = 9V R2 = UR2 / IR2 = 9 Ohm	IR3 = IL1 = 2,5A UR3 = 12V - UL1 - UL2 = 3V R3 = UR3 / IL1 = 1,2 Ohm IR4 = IL1 - IL2 = 2,5A - 1A = 1,5A UR4 = UL2 = 3V R4 = UL2 / IR4 = 2 Ohm
d.	e.	f.
PR1 = PL1 = 15 W, wegen UR1 = UL1 PR2 = UR2 * IL2 = 9W PR3 = UR3 * IL1 = 7,5W PR4 = UL2 * IR4 = 4,5W	Q = I * t -> t = Q / I Schaltung 1: IGes = 2,5A +1A = 3,5A t1 = 60Ah / 3,5A = 17,1h Schaltung 2: IGes = IL1 = 2,5A t2 = 60Ah / 2,5A = 24h	L1 wird dunkler, weil durch den Wegfall von L2 ihr Vorwiderstand grösser wird.

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