Prüfungsfrage AD106

Wie groß ist die Spannung $U$, wenn durch $R_3$ ein Strom von 1 mA fließt und alle Widerstände $R_1$ bis $R_3$ je 10 kOhm betragen?

Fragenbild AD106
Lösung

Da alle Widerstände gleich groß sind, gilt:

$ R_1 = R_2 = R_3 = 10 kΩ $

Durch $R_3$ fließt ein Strom von:

$ I_{R_3} = 1 mA $

Da $R_2$ und $R_3$ parallel geschaltet sind und den gleichen Widerstand besitzen, fließt durch $R_2$ ebenfalls:

$ I_{R_2} = 1 mA $

Der Strom durch $R_1$ ist die Summe beider Teilströme:

$ I_{R_1} = I_{R_2} + I_{R_3} = 1 mA + 1 mA = 2 mA $

Nun wird zuerst der Ersatzwiderstand der Parallelschaltung aus $R_2$ und $R_3$ berechnet:

$ R_{23} = \frac{R_2 \cdot R_3}{R_2 + R_3} = \frac{10 kΩ \cdot 10 kΩ} {10 kΩ + 10 kΩ} = 5 kΩ $

Der Gesamtwiderstand der Schaltung beträgt damit:

$ R_\mathrm{ges} = R_1 + R_{23} = 10 kΩ + 5 kΩ = 15 kΩ $

Mit dem Gesamtstrom ergibt sich die Gesamtspannung:

$ U = I \cdot R = 2 mA \cdot 15 kΩ = 30 V $