Stromteiler: Was hineinfließt, fließt hinaus

Ein Lernspiel zur Simulation. An einem Knoten teilt sich der Strom und vereint sich wieder, ohne dass etwas verloren geht, und parallele Zweige teilen ihn umgekehrt zu ihrem Widerstand auf. Sag einen fehlenden Zweigstrom, eine Aufteilung zwischen 2 Ω und 4 Ω, einen Hauptstrom, die Wirkung eines neuen Zweigs und einen Shunt voraus.

KnotenregelStromteilung

STROMTEILER

Der andere Zweig

Bereit
Aktiviere JavaScript, um den Strom einzuspeisen. Die Anleitung und das Rechenbeispiel bleiben lesbar.
Strom IElektronen (−), in GegenrichtungAmperemeter und KnotenDeine Vorhersage
KnotenregelI = I₁ + I₂ + …

Zeit

0.00 s

t

Hinein

— A

I_in

Hinaus, alle Zweige

— A

I₁ + I₂ + …

An den Zweigen

— V

V = I₁·R₁ = I₂·R₂

Sag voraus, bevor du startest

Gib deine Vorhersage ein, um den Versuch vorzubereiten. Start bleibt aus, bis eine Antwort da ist.

Sag voraus, wie sich Ströme teilen und vereinen.

Missionspunkte—

Jede Antwort muss auf 2 % stimmen: Jede bringt 100 Punkte. Richtig im ersten Versuch bringt 50 dazu. Ein Versuch zählt, sobald er beginnt.

✓ Richtige Antwort① Auf Anhieb

So spielst du Stromteiler

  1. Wähle einen Test und lies auf der Karte die Ströme und Widerstände.
  2. Nutze I = I₁ + I₂ + … an einem Knoten; parallel ist die Spannung gemeinsam, also I_k = V ÷ R_k.
  3. Gib deine Vorhersage ein und drück auf Start. Die Quelle steigt, und alle Messgeräte folgen.
  4. Vergleiche die Messgeräte und die Balken mit deiner orangen Vorhersage.

Die Knotenregel

In einem Stromkreis wird Ladung weder erzeugt noch verbraucht, also ist an einem Knoten der hineinfließende Strom gleich dem hinausfließenden: I = I₁ + I₂ + …. Das ist die Kirchhoffsche Knotenregel. Parallele Zweige liegen zwischen denselben zwei Punkten, also teilen sie sich eine Spannung, und jeder zieht I_k = V ÷ R_k: Die Ströme teilen sich umgekehrt zu den Widerständen auf, und der kleinste Widerstand bekommt den größten Anteil. Ein zusätzlicher Zweig an fester Spannung lässt die anderen unverändert und addiert einfach seinen eigenen Strom zum Hauptstrom. Dieselbe Regel macht aus einem empfindlichen Messwerk ein Amperemeter: Ein kleiner Shunt-Widerstand parallel führt fast den ganzen Strom und lässt dem Messwerk nur seinen Anteil für den Vollausschlag.

Ein fokussiertes Lernmodell

Die Widerstände und das Messwerk sind feste Widerstände, Drähte und Amperemeter sind ideal, und der Strom ist sofort konstant. Die Quelle, eine Spannung oder ein fest eingespeister Strom, steigt 2 s lang gleichmäßig von 0 und bleibt 1 s; im Test mit dem neuen Zweig wird der zweite Zweig bei 2 s zugeschaltet. Die Elektronenpunkte bewegen sich mit einer zum Strom passenden Geschwindigkeit, nicht mit der echten Driftgeschwindigkeit. Antworten innerhalb von 2 % sind richtig.

Beim Sprachwechsel bleiben Versuch, Vorhersage, Versuche und Durchgang erhalten.