Schaltkreise

Batterien in Reihe

Zwei EMKs addieren sich in Reihe

Batterien in Reihe — interaktive Schaltkreise-Simulation. Zwei EMKs addieren sich in Reihe Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.

Batterien in Reihe

Ideale Batterien in Reihe addieren ihre EMKs und erhöhen die verfügbare Spannung für die Last.

Zwei 6-V-Zellen in Reihe verhalten sich wie eine 12-V-Quelle. Derselbe Widerstand zieht dann doppelt so viel Strom wie mit einer Zelle.

• ε_total = ε₁ + ε₂
• I = ε_total / R

Untersuchungsbericht

Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen

Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.

Fahrfrage

Zwei 6 V-Batterien sind in Reihe geschaltet (gleiche Ausrichtung) und treiben einen einzelnen Widerstand an. Verhält sich die Schaltung wie eine 6 V-Quelle oder wie eine größere kombinierte Quelle?

Vorhersagen zum Abwägen

• Die EMFs addieren sich – die Schaltung verhält sich wie eine einzelne 12 V-Quelle.
• Die Schaltung verhält sich wie der Durchschnitt, 6 V.
• Die Batterien entladen sich und liefern keinen Strom.

Variable Rollen

Was Sie eingestellt haben:

• Batterie b2 EMF (V)

Was Sie messen:

• Gesamt-EMF (V)
• Strom I (A)

Wie die Untersuchung abläuft

1. Öffnen Sie die Preset für Serienbatterien und drücken Sie Zurücksetzen. b1 = 6 V ist fest; R1 = 100 Ω ist behoben.
2. Aktivieren Sie die aktuelle Anzeige an R1.
3. Stellen Sie die EMK von b2 für jeden Versuch ein und zeichnen Sie den Strom im Stromkreis auf.

Maßgebende Gleichung

Serie EMF-Quellen — V = I·R

In Reihe geschaltete Batterien mit passender Polarität addieren ihre EMFs direkt: EMF_total = b1 + b2. Der einzelne resultierende Schleifenstrom ist dann I = EMF_total/R, nach dem Ohmschen Gesetz, angewendet auf die kombinierte Quelle.

Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen

• Berechnen Sie für einen Versuch die Gesamt-EMF = b1 + b2 mit b1 = 6 V, dann I = EMF_total/R1 mit R1 = 100 Ω. Vergleichen Sie mit der Tabelle.
• Erklären Sie, warum zwei Batterien, die in der gleichen Ausrichtung (Pluspol zu Minuspol) verdrahtet sind, ihre EMF auf die gleiche Weise addieren, wie sich Reihenwiderstände addieren.

Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird

• Wenn b2 umgedreht (rückwärts verdrahtet) wäre, würde seine EMK subtrahieren statt addieren: Gesamt-EMF = b1 − b2. Erklären Sie, warum das Vertauschen einer Batterie in einem Reihenpaar gegen die andere wirkt.
• Eine Taschenlampe mit 2 AA-Batterien (jeweils 1.5 V) in Reihe betreibt ihre Glühbirne bei 3 V. Erklären Sie anhand der Beziehung dieses Experiments, warum das Hinzufügen einer dritten AA-Batterie in Reihe dazu führen würde, dass die Glühbirne schneller durchbrennt.

• AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
• IB Physics — B.5 Current and circuits
• General High School Physics — Electricity & DC circuits
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Willkommen bei Batterien in Reihe
2. Widerstand auswählen
3. Abspielen drücken
4. EMKs addieren sich
5. Inspektor öffnen
6. Geschafft!

Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.

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Arbeitsblatt herunterladen →

Kirchhoffsche Stromkreisgesetze