Kurzschluss einer Glühbirne: Was passiert, wenn Sie eine überbrücken?

1 · Vorhersagen

Zwei Lampen (LampeA, LampeB) sind in Reihe geschaltet. Ein parallel zu LampeB geschalteter Schalter ist zunächst geöffnet. Was passiert mit der Helligkeit von LampeA, wenn Sie ihn schließen und so einen widerstandslosen Kurzschluss um LampeB erzeugen?

• LampA wird gedimmt, wenn der Schalter geschlossen wird.
• Die Helligkeit von LampA ändert sich nicht.
• Durch das Schließen des Schalters wird LampeB umgangen, sodass LampeA nun den vollen Stromkreis erhält – sie wird heller.

2 · Aufbauen

1. Öffnen Sie die Preset „Lampe kurzgeschlossen“ und drücken Sie Zurücksetzen. Beide Lampen beginnen bei gleichem Widerstand (100 Ω); der Schalter ist zunächst offen.
2. Aktivieren Sie die Stromanzeige für beide Lampen.
3. Zeichnen Sie den Strom von Lampe A bei geöffnetem Schalter auf, schließen Sie dann den Schalter und zeichnen Sie ihn erneut auf.

3 · Daten sammeln

Erstellen Sie ein Balkendiagramm, in dem der Strom von Lampe A im Fall mit offenem und geschlossenem Schalter verglichen wird.

4 · Auswerten

1. Bei geöffnetem Schalter sind beide Lampen in Reihe geschaltet: I = E/(2R) mit E = 9 V, R = 100 Ω. Bei geschlossenem Schalter wird Lampe B (100 Ω) vom Schalter 0 Ω umgangen, so dass nur Lampe A übrig bleibt: I = E/R.
2. Erklären Sie, warum ein widerstandsloser Pfad parallel zu LampeB den gesamten Strom führt und nach dem Schließen des Schalters durch LampeB selbst kein Strom mehr fließt.

5 · Vertiefen

1. Woher kommt diese zusätzliche Leistung — hat die Batterie in beiden Fällen gleich stark gearbeitet?
2. Ein echter Schalter hat im geschlossenen Zustand einen winzigen Widerstand ungleich Null. Würde sich dadurch das qualitative Ergebnis hier (LampeA-Aufhellung) ändern, oder nur die genauen Zahlen?

Die Physik hinter diesem Experiment

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