Elektrische Leistung / Lötkolben

elmanolito · Anmeldungsdatum: 26.06.2017 Beiträge: 2

Servus liebe Physiker,

ich zerbreche mir den Kopf an folgender Aufgabe:

"Ein elektrischer Lötkolben nimmt bei einer Spannung 220V eine Elektrische Leistung von P=100W auf und setzt sie in Wärme um. Durch einen mit dem Lötkolben in Serie geschalteten Vorwiderstand R soll die von ihm aufgenommene Leistung auf 50W vermindert werden

a) Wie groß muss der Vorwiderstand sein? (Lösung 200 Ohm)
b) Widerstände von 30W Belastbarkeit stehen zur Verfügung, sind sie brauchbar?"

Zur Aufgabe b) bin ich bisher noch nicht gekommen.

Hier mein Lösungsansatz für Aufgabenteil a)

http://fs5.directupload.net/images/170626/xn6uu4na.jpg

Gruß

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Der erste Teil der Lösung ("Zustand 1" bei dir) ist richtig und der Widerstand des Lötkolbens von 484 Ohm stimmt.

Zur Verringerung der Leistung des Lötkolbens wird nun ein Widerstand in Reihe zu ihm geschaltet.
Du hast nun bei "Zustand 2" aber den Fehler gemacht, die gesenkte Leistung von 50 W auf den Gesamtwiderstand der Reihenschaltung zu beziehen. Die 50 W sollen doch aber am Lötkolben allein umgesetzt werden.
Weiterhin rechnest du einen neuen Widerstand des Lötkolbens aus, den er bei 50 W haben soll, benutzt dazu aber die Stromstärke, die bei 100 W fließen...

(Bemerkung: Der Widerstand des Heizdrahtes des Lötkolbens ist natürlich von seiner Temperatur und damit von seiner Leistung abhängig. Für gewöhnlich geht man bei solchen Aufgaben aber davon aus, daß sich der Widerstand nicht ändert. Wollte man es ansonsten genau berechnen, brauchte man die Abhängig des Widerstandes von der Temperatur, die aber nicht gegeben ist. Wir nehmen also einen konstanten Widerstand von 484 Ohm an, mit dem sich auch die Musterlösung ergibt.)

Überlege mal:
In Reihe zu dem Lötkolben wird ein Vorwiderstand geschaltet. Damit fließt in der Schaltung jetzt ein (größerer/kleinerer?) Strom und deshalb ist jetzt am Lötkolben die Spannung (größer/kleiner?) als 220 V.
Auf jeden Fall soll die Leistung des Lötkolbens 50 W sein. Mit der Formel, die du schon richtig benutzt hast, kannst du berechnen, wie groß dafür die Spannung am Lötkolben sein muß. Auch die nun fließende Stromstärke kannst du dann berechnen.
Die Ermittlung des Vorwiderstandes wahlweise mit dem Ohmschen Gesetz oder mit der Spannungsteilerregel ist dann nur noch ein Klacks!