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Vorwiderstand einer LED-Rückleuchte
AFB IEine LED-Rückleuchte am Fahrrad wird aus einem Akku mit der Spannung \(U = 6{,}0\ \mathrm{V}\) betrieben. Damit durch die Leuchtdiode nicht zu viel Strom fließt, ist ein Vorwiderstand mit \(R = 240\ \Omega\) eingebaut. Zur Kontrolle wird die Schaltung aus Material M1 aufgebaut; der Widerstand wird dabei als ohmsches Bauteil bei gleichbleibender Temperatur betrachtet.
M1Messschaltung mit Amperemeter und Voltmeter
Der blaue Pfeil zeigt die technische Stromrichtung. Die Innenwiderstände der Messgeräte werden vernachlässigt.
- Geben Sie an, wie Amperemeter und Voltmeter in M1 geschaltet sind, und begründen Sie den Anschluss des Voltmeters.
- Berechnen Sie die Stromstärke \(I\) im Stromkreis und geben Sie das Ergebnis zusätzlich in Milliampere an.
- Der Vorwiderstand wird bei unveränderter Spannung durch einen mit \(R' = 120\ \Omega\) ersetzt. Erklären Sie, wie sich die Stromstärke dadurch ändert.
Hinweis zu Aufgabe a)
Die Spannung liegt zwischen zwei Punkten an, die Stromstärke fließt durch eine Stelle. Daraus folgt der Anschluss von selbst.Aus dem, was eine Größe beschreibt, ergibt sich zwingend, wie das zugehörige Messgerät eingebaut wird.
Hinweis zu Aufgabe b)
Gesucht ist \(I\), gegeben sind \(U\) und \(R\) — das Formeldreieck liefert die passende Umstellung. Beachte: \(1\ \mathrm{A} = 1000\ \mathrm{mA}\).
Hinweis zu Aufgabe c)
Die Spannung bleibt fest. Sieh dir \(I = \dfrac{U}{R}\) an: Was geschieht mit dem Quotienten, wenn der Nenner halbiert wird?Ein Plausibilitätstest hilft: Kleinerer Widerstand bedeutet weniger Hemmung, also größere Stromstärke.