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Lösung

Abb.1
Ersatzschaltbild

Man berechnet zuerst den Widerstand R 2 der unbelasteten Spannungsteilerschaltung mit der Formel für U x , die wir im vorherigen Arbeitsauftrag hergeleitet haben: U x = R 2 U ges R ges,unbelast Diese Gleichung löst man nach R 2 auf und man erhält R 2 = R ges,unbelast U x U ges = 10  Ω  6 V 10 V = 6  Ω . Außerdem benötigt man den Widerstand des Lämpchens R Lämpchen , den man mit den Betriebsdaten mit dem Ohm'schen Gesetz berechnet: R Lämpchen = 6 V 5 A = 1,2  Ω . Nun berechnet man den Ersatzwiderstand der Parallelschaltung: 1 R Parallel = 1 R 2 + 1 R Lämpchen Löst man nach R Parallel auf, dann erhält man: R Parallel = 1 1 R 2 + 1 R Lämpchen = 1 1 6 Ω  + 1 1.2 Ω  = 1 Ω  Der Gesamtwiderstand ergibt sich dann durch R ges,belast = R 1 + R Parallel = 4 Ω  + 1 Ω  = 5 Ω  , wobei sich R 1 aus der Differenz des Schiebewiderstandes und R 2 berechnet. Der Strom, der nun fließt, ist somit größer als nur mit dem Voltmeter, denn I = U ges R ges,belast = 10 V 5 Ω  = 2 A . Somit fällt am Widerstand R 2 mehr Spannung ab, nämlich U 2 = R 1 I = 4 Ω  2 A = 8 V . Daher fallen am Lämpchen nur noch 2 Volt ab, und es leuchtet nicht.