Big Bang 3, Schulbuch

122 A30  Mit jeder Lampe bei a erhöht sich der Widerstand. Weil die Spannung gleich bleibt, sinkt daher die Stromstärke ab und die Lampen leuchten immer schwächer. Bei b beeinflussen einander die Lampen jedoch nicht. Wenn du bei a eine Lampe herausdrehst, dann wird der Stromkreis unterbrochen und alles ist dunkel. Bei b hat das Herausdrehen einer Lampe keine Auswirkung auf die anderen. A31  Bei a handelt es sich um ein Voltmeter, bei b um ein Amperemeter ( B 29.29 ). A32  Die Schaltungen a und d sind falsch dargestellt ( B 29.30 ). Ein Amperemeter gehört in Serie geschaltet, damit der gesamte Strom durchfließen kann. Es hat einen sehr geringen Widerstand. Würde man es parallel schalten (a), würde das zu einem Kurzschluss führen. Ein Voltmeter muss den „elektrischen Höhenun- terschied“ messen und daher parallel geschaltet werden (c). Es hat einen sehr großen Widerstand. Würde man es in Serie schalten, dann würde es den Stromfluss behindern, und die Lampe würde nicht mehr leuchten. A33  Damit in Serie geschaltete Lämpchen leuchten, braucht man eine dementsprechend hohe Spannung (zum Beispiel 230V aus der Steckdose), sonst bleibt die Lichterkette dunkel. Es gibt auch die Möglichkeit, eine niedrigere Spannung zu verwenden, aber dann müssen die Lämpchen einen sehr niedrigen Widerstand besitzen, wie das zum Beispiel bei Leuchtdioden der Fall ist. A34  In beiden Fällen handelt es sich um Widerstände. Die kleinen schwarzen Rechtecke oben sind so genannte SMD-Widerstände. SMD steht für surface-mount device, was man mit „oberflächen- montiertes Bauelement“ übersetzen kann. SMD-Widerstände sind sehr klein, werden direkt an die Leiterplatte gelötet (siehe A35 ) und ermöglichen den Bau sehr kleiner Geräte. Unten sind herkömmli- che Widerstände zu sehen, die man verwendet, wenn kein Platzmangel herrscht. Die Farben sind ein Code für die Größe des Widerstandes. A35  Beim Löten verbindet man zwei Metalle durch ein zusätzli- ches, geschmolzenes Metall. Das dabei verwendete Lötzinn hat eine Schmelztemperatur von etwa 230 °C, die also ganz deutlich unter dem Schmelzpunkt anderer Metalle liegt (siehe Tab. 20.1 , S. 40 ). Wenn es erstarrt ist, bildet es mit den beiden anderen Metallen eine feste Verbindung ( B 29.31 ). B 29.28 B 29.29 B 29.30 A36 a) Die Stromstärke sinkt ab. b) Das bedeutet umgekehrt, dass der Widerstand gestiegen sein muss. Es gilt ja I  = U / R  . Auf Grund des größeren Widerstandes kann nur weniger Strom fließen. c) Durch die Zusammenstöße zwischen Elektronen und Atomen erwärmt sich der Leiter. Die Atome schwingen also heftiger und brauchen dabei – vereinfacht gesagt – etwas mehr Platz. Die Elektronen können sich nun schwerer vorbeizwängen. Der Widerstand ist durch die Erwärmung also gestiegen. d) Unter der Tabelle steht: „Relative Leitfähigkeit einiger Stoffe bei 20 °C “. Wenn man nämlich genau ist, darf man den Widerstand nur für eine bestimmte Temperatur angeben, weil er sich ja mit dieser verändert. A37  In einem Verteiler sind die Geräte wie in B 23.26 ( S. 73 ) parallel geschaltet. A38  Durch Einsetzen in R  = U / I erhältst du 12V/0,08A = 150Ω. A39  Du erzeugst im Prinzip eine Parallelschaltung zwischen Lämpchen und Büroklammer. Weil der Widerstand im Lämpchen viel viel größer ist als in der Büroklammer, fließt praktisch der gesamte Strom durch die Überbrückung und die Birne wird dunkel. Eine ähnliche Situation liegt beim Vogel auf der Hochspannungslei- tung vor. Deshalb kann dem Vogel in diesem Fall nichts passieren. A40 a) Je länger der Draht, desto größer der Widerstand: doppelte Länge, doppelter Widerstand; dreifache Länge, dreifacher Widerstand und so weiter. b) Je größer die Fläche, desto kleiner wird der Widerstand: doppelte Fläche, halber Widerstand; dreifache Fläche, ein Drittel Widerstand und so weiter. c) Den niedrigsten Widerstand hat Kupfer, gefolgt von Eisen und Konstantan (eine Metallmischung, die vor allem aus Kupfer und Nickel besteht). A41  230V zu 5V verhalten sich wie 46 zu 1. In diesem Verhältnis muss auch die Anzahl der Wicklungen sein. Wenn sich in der zweiten Spule zum Beispiel 50Wicklungen befinden, dann muss die erste Spule 46 · 50 = 2300 Wicklungen haben. A42  Das Ladegerät transformiert den Strom nicht nur herunter, es macht auch mit Hilfe elektronischer Schaltungen aus Wechselstrom Gleichstrom. Eine solche Schaltung ist in B 23.33 ( S. 75 ) rechts zu sehen. Sie „klappt“ zuerst die Spannung um ( B 29.32 ) und glättet sie dann. B 29.31 B 29.32 Lösungen Kapitel 23 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv