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Aufgabe

Helligkeit einer Lampe

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Ein Stromkreis mit einer Glühlampe und einer um einen Eisenkern gewickelten Spule kann mit Hilfe eines Wechselschalters entweder an eine Elektrische Quelle mit Gleichspannung (Schalterstellung 1) oder an eine Elektrische Quelle mit Wechselspannung (Schalterstellung 2) angeschlossen werden. Dabei haben beide Spannungen den gleichen Effektivwert.

Entscheide, ob die Lampe in Schalterstellung 1 oder in Schalterstellung 2 heller leuchtet und begründe deine Entscheidung.

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Da sekundärseitig an dem Trafo keine Wicklung ist und damit auch kein Strom fließt, fließt auch primärseitig kein Strom. In Schalterstellung 2 brennt die Lampe nicht, in Schalterstellung 1 brennt die Lampe jedoch hell.

Genauer:

In Schalterstellung 1 fließt Gleichstrom, der durch die Summe der Widerstände der Lampe und des Spulendrahts sowie die Größe der angelegten Spannung zu berechnen ist.

In Schalterstellung 2 baut sich in dem O-förmigen Eisenkern ein magnetisches Wechselfeld auf, das in der Spule eine der äußeren Wechselspannung entgegengerichtete Wechselspannung induziert, so dass nur noch die kleine Differenz dieser beiden Spannungsbeträge den Strom durch Lämpchen und Spulendraht treibt.