So spielst du Spannungsteiler
- Wähle einen Test und lies auf der Karte die Quelle und die Kette.
- Nutze V_out = V·R₂ ÷ (R₁ + R₂) oder stelle nach R₂ um; in einer längeren Kette addierst du alles unter dem Knoten.
- Gib deine Vorhersage ein und drück auf Start. Die Quelle steigt, und das Voltmeter folgt dem Ausgang.
- Vergleiche das Voltmeter und das Potentialdiagramm mit deiner orangen Vorhersage.
Spannungsteiler
Widerstände in Reihe führen denselben Strom, also ist die Spannung an jedem V = I·R: Die Quelle wird im Verhältnis der Widerstände geteilt. Greift man den Ausgang am unteren Widerstand ab, erhält man einen Spannungsteiler, V_out = V·R₂ ÷ (R₁ + R₂), einen kleineren, gewählten Bruchteil der Quelle. Umgestellt, R₂ = R₁·V_out ÷ (V − V_out), entwirft man einen. Setzt man einen Sensor in die Kette, folgt der Ausgang der Umgebung: Ein lichtabhängiger Widerstand (LDR) fällt bei hellem Licht auf etwa 1 kΩ, also sinkt sein Ausgang unter einem festen Widerstand, wenn das Licht zunimmt, und der Widerstand eines Thermistors ändert sich mit der Temperatur. Entlang der Kette fällt das Potential geradlinig mit dem durchlaufenen Widerstand, also ist die Spannung eines Knotens die der Quelle mal dem Anteil des Widerstands darunter. Ein ideales Voltmeter nimmt keinen Strom auf, also misst es, ohne die Teilung zu ändern.
Ein fokussiertes Lernmodell
Die Widerstände sind fest, und jeder Sensor ist im Moment seines Tests ein fester Widerstand; die Drähte sind ideal, und das Voltmeter nimmt keinen Strom auf. Die Quelle steigt in 2 s gleichmäßig von 0 auf ihre Spannung und bleibt 1 s, und der Strom ist sofort konstant. Widerstände sind in kΩ, also ergibt V ÷ R den Strom in mA. Die Elektronenpunkte bewegen sich mit einer zum Strom passenden Geschwindigkeit, nicht mit der echten Driftgeschwindigkeit. Antworten innerhalb von 2 % sind richtig.