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Übungen: Elektrische Leistung

Rechne auf Papier oder nutze den Simulator und gib das Ergebnis ein. Schließe dieses Fenster zum Messen; der Reiter Übungen öffnet es wieder.

Lösungsweg

Für einen Widerstand gilt P = V²/R oder P = V × I. Das Ergebnis ist in Watt. Wähle den Widerstand im Simulator aus, um seine Leistung abzulesen.

Aufgabe 1

Quelle: 5 V. R1 = 100 Ω

Welche Leistung setzt R1 um?

Aufgabe 2

Quelle: 9 V. R1 = 470 Ω

Welche Leistung setzt R1 um?

Aufgabe 3

Quelle: 12 V. R1 = 100 Ω

Welche Leistung setzt R1 um?

Hilfe

Der ganze Bildschirm ist eine Arbeitsfläche aus Punkten. Jedes Bauteil hat zwei oder drei Anschlüsse, und alles, was am selben Punkt liegt, ist verbunden – genau wie auf einem Steckbrett. Nach jeder Änderung wird die Schaltung neu berechnet: LEDs leuchten, der Motor dreht sich, gelbe Pfeile zeigen Weg und Richtung des Stroms, und das Multimeter misst das Bauteil, auf das du tippst.

Mit Kondensatoren, Spulen und dem Funktionsgenerator läuft die Schaltung in der Zeit: Du siehst, wie sich ein Kondensator auflädt, ein Blinker blinkt und die Kurve auf dem Oszilloskop entsteht, auf Wunsch in Zeitlupe. Eine LED ohne Vorwiderstand brennt durch (über 30 mA), ein Widerstand über seiner Belastbarkeit wird heiß und brennt beim Doppelten durch, und die Sicherung opfert sich, um den Rest zu schützen – wie im echten Leben. Die Schaltung wird auf diesem Gerät gespeichert; du kannst die Datei oder das Bild herunterladen oder einen Link kopieren und weiterschicken.

So geht's

Öffne Bauteile und tippe auf ein Bauteil, um es in die Mitte der Arbeitsfläche zu setzen, oder zieh es an die gewünschte Stelle.
Zieh ein Bauteil, um es zu verschieben; die angeschlossenen Drähte gehen mit. Zieh an einer freien Stelle, um die Ansicht zu verschieben, und zoome mit dem Mausrad (oder zwei Fingern).
Für einen Draht ziehst du von einem Punkt zum anderen (oder tippst auf einen Punkt und dann auf die Stelle, an der der Draht enden soll). Endet ein Draht mitten auf einem anderen, entsteht eine T-Abzweigung.
Tippe auf ein Bauteil, um es zu messen, seinen Wert zu ändern und den passenden Rechner zu sehen. Ein Tipp legt einen Schalter um; einen Taster hältst du gedrückt.
Unter Beispiele findest du fertige Schaltungen: Blinker, Transistor als Schalter, Kondensator, Gleichrichter und mehr.

Häufige Fragen

Ist der Schaltungssimulator kostenlos?

Ja. Er läuft direkt im Browser, am PC und auf dem Handy, ohne Anmeldung und ohne Installation. Die Schaltung wird auf deinem Gerät gespeichert; du kannst die Datei herunterladen oder einen Link kopieren, um sie woanders zu öffnen.

Welche Bauteile gibt es?

Batterie, Funktionsgenerator, Masse, Widerstand, Potentiometer, Kondensator, Spule, LED, Diode, Z-Diode, NPN- und PNP-Transistor, Glühlampe, Motor, Summer, Schalter, Taster, Sicherung, Voltmeter und Amperemeter.

Wie berechnet der Simulator die Schaltung?

Nach jeder Änderung löst er die ganze Schaltung mit den kirchhoffschen Regeln (Knotenpotenzialverfahren), nicht nur Reihen- und Parallelschaltungen. LEDs und Dioden haben eine feste Durchlassspannung, der Transistor eine Verstärkung β, und Kondensatoren und Spulen werden Schritt für Schritt über die Zeit berechnet.

Warum ist meine LED durchgebrannt?

Eine LED brennt über 30 mA durch, genau wie in echt. Direkt an der Batterie, ohne Widerstand, fließt zu viel Strom. Setz einen Vorwiderstand in Reihe: Den Wert liefert der LED-Vorwiderstandsrechner, der sich öffnet, wenn du auf die LED tippst.

Kann ich Wechselstrom simulieren und die Kurve sehen?

Ja. Der Funktionsgenerator liefert Sinus, Rechteck, Dreieck und Puls, und das Oszilloskop zeichnet Spannung oder Strom von bis zu vier Bauteilen über die Zeit auf, auch in Zeitlupe.

Ist das wie Falstad, PhET oder Tinkercad?

Die Idee ist ähnlich: Schaltung bauen und sehen, wie sie funktioniert. Hier öffnet sie sich sofort auf dem Handy, jedes Bauteil sagt dir, was gerade mit ihm passiert, und die Ohmpal-Rechner sind gleich daneben.

Tastenkürzel

R: Bauteil drehen (Umschalt+R dreht andersherum)
F: Umdrehen (tauscht + und − bzw. Kollektor und Emitter)
Entf: Auswahl löschen
Strg+Z / Strg+Y: Rückgängig und Wiederholen
Strg+C / Strg+V / Strg+D: Kopieren, Einfügen und Duplizieren
Strg+A: Alles auswählen
Umschalt + Ziehen: Mehrere Bauteile mit einem Rahmen auswählen
Pfeiltasten: Auswahl (oder Arbeitsfläche) verschieben
+ / − / 0: Vergrößern, verkleinern und an Bildschirm anpassen
Leertaste: Zeit anhalten und weiterlaufen lassen
Esc: Auswahl aufheben oder Draht abbrechen