Welche Glühbirne leuchtet heller, wenn sie in Reihe und parallel geschaltet wird und warum?

Zwei 80-W- und 100-W-Glühbirnen sind in Reihe und parallel geschaltet – welche leuchtet heller?

Die verwirrendste Frage, die wir erhalten haben, lautet:Wenn zwei Glühbirnen in Reihe und dann parallel geschaltet werden, welche heller leuchtet und was sind die genauen Gründe? Nun, es gibt viele Informationen im Internet, aber wir werden sehr detailliert vorgehen, um die genauen Werte zu berechnen, um die Verwirrung zu beseitigen.

Beachten Sie zunächst, dass die Glühlampe, die einen hohen Widerstand hat und mehr Leistung im Stromkreis (egal in Reihe oder parallel) verbraucht, heller leuchtet . Mit anderen Worten, die Helligkeit der Glühbirne hängt von Spannung, Strom (V x I =Leistung) sowie Widerstand ab .

Denken Sie auch daran, dass die Verlustleistung in Watt nicht die Einheit der Helligkeit ist. Die Einheit der Helligkeit ist Lumen (bezeichnet als lm, eine abgeleitete SI-Einheit für den Lichtstrom), auch bekannt als Candela (Basiseinheit der Lichtstärke). Aber die Lichthelligkeit ist direkt proportional zur Lampenleistung . Deshalb leuchtet eine Glühbirne umso heller, je mehr Watt sie verbraucht .

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Wenn Glühbirnen in Reihe geschaltet sind

Nennwerte der Lampenleistung sind unterschiedlich und in Reihenschaltung geschaltet:

Angenommen, wir haben zwei Glühbirnen mit jeweils 80 W (Birne 1) und 100 W (Birne 2), Nennspannungen beider Birnen sind 220V und in Reihe geschaltet mit einer Versorgungsspannung von 220V AC. In diesem Fall leuchtet die Glühbirne mit hohem Widerstand und mehr Verlustleistung heller als die andere. d.h. 80W Birne (1) leuchtet heller und Birne (2) mit 100W wird dunkler in Reihenschaltung . Kurz gesagt, in Reihe fließt durch beide Lampen der gleiche Strom. Die Glühbirne mit dem höheren Widerstand hat einen größeren Spannungsabfall und daher eine höhere Verlustleistung und Helligkeit. Wie? Sehen Sie sich die folgenden Berechnungen und Beispiele an.

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Macht

P =V x I oder P =I ² R oder P =V ² /R

Jetzt der Widerstand von Glühlampe 1 (80 W);

Wir wissen, dass Strom und Spannung in einer Reihenschaltung gleich sind Die Nennspannung der Glühlampen beträgt jedoch 220 V. d.h.

Spannung in Reihenschaltung:V_T =V₁ + V₂ + V₃ …+ V_n

Strom in Reihenschaltung:I_T =I₁ =I₂ =I₃ …I_n

Deshalb_,

R =V ² / P₈₀

R_80W =220 ² / 80W

R_80W =605Ω

Und der Widerstand von Birne 2 (100W);

R =V ² / P₁₀₀

R_100W =220 ² / 100W

R_100W =484Ω

Jetzt, Aktuell;

I =V/R

=V / (R_80W + R_100W )

=220V / (605Ω + 484Ω)

I =0,202A

Jetzt

Durch Lampe 1 (80 W) verbrauchte Leistung

P =I ² R

P_80W =(0,202A) ² x 605Ω

P_80W =24,68 W

Durch Lampe 2 (100 W) verbrauchte Leistung

P =I ² R₁₀₀

P_100W =(0,202A) ² x 484Ω

P_100W =19,74 W

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Also nachgewiesene Verlustleistung P_80W > P_100W d.h. Glühbirne 1 (80 W) hat eine höhere Verlustleistung als Glühbirne 2 (100 W) . Daher ist die 80-W-Glühlampe heller als eine 100-W-Glühlampe, wenn sie in Reihe geschaltet wird .

Sie können auch den Spannungsabfall über jeder Glühbirne und dann die Verlustleistung durch P =V x I wie folgt ermitteln, um den Fall zu überprüfen.

V =I x R oder I =V/R oder R =V/I … (Grundlegendes Ohmsches Gesetz)

Für Birne 1 (80 W)

V₈₀ =I x R₈₀ =0,202 x 605 Ω =122,3 V

V₈₀ =122,3 V

Für Birne 2 (100 W)

V₁₀₀ =I x R₁₀₀ =0,202 x 484 Ω =97,7 V

V₁₀₀ =97,7 V

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Jetzt

Durch Lampe 1 (80 W) verbrauchte Leistung

P =V ² ₈₀ /R₈₀

P_80W =122,3 ² V / 605 Ω

P_80W =24,7 W

Durch Lampe 2 (100 W) verbrauchte Leistung

P =V ² ₁₀₀ /R₁₀₀

P_100W =97,72 ² V / 484Ω

P_100W =19,74 W

Gesamtspannung in der Reihenschaltung

V_T =V₈₀ + V₁₀₀ =122,3 + 97,7 =220 V

Wieder einmal bewiesen, dass eine 80-W-Glühlampe eine höhere Verlustleistung hat als eine 100-W-Glühlampe bei Reihenschaltung . Daher leuchtet eine 80-W-Glühbirne heller als eine 100-W-Glühbirne Glühlampe bei Reihenschaltung.

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Wenn Glühbirnen parallel geschaltet sind

Nennwerte der Lampenleistung sind unterschiedlich und parallel geschaltet:

Jetzt haben wir die gleichen zwei Glühbirnen mit jeweils 80W (Birne 1) und 100 W (Glühbirne 2) parallel geschaltet über die Versorgungsspannung von 220 V AC. In diesem Fall passiert dasselbe, d. h. die Glühbirne mit mehr Strom und hoher Verlustleistung leuchtet heller als die andere. Dieses Mal leuchtet die 100-W-Glühlampe (2) heller und die 80-W-Glühlampe 1 wird dunkler . Kurz gesagt, parallel haben beide Lampen die gleiche Spannung. Die Glühbirne mit dem niedrigeren Widerstand leitet mehr Strom und hat daher eine höhere Verlustleistung und Helligkeit. Verwirrt? wie der Fall umgekehrt wurde. Sehen Sie sich die folgenden Berechnungen und Beispiele an, um die Verwirrung zu beseitigen.

Macht

P =V x I oder P =I ² R oder P =V ² /R

Jetzt der Widerstand von Birne 1 (80W);

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Wir wissen, dass die Spannungen in der Parallelschaltung gleich sind und die Nennspannung der Glühlampen 220 V beträgt. d.h.

Spannung in Parallelschaltung:V_T =V₁ =V₂ =V3 …V_n

Strom in Parallelschaltung:I_T =I₁ + I₂ + I₃ …I_n

Deshalb_,

R =V ² /P

R_80W =220 ² / 80W

R_80W =605Ω

Und der Widerstand von Birne 2 (100W);

R =V ² /P

R_100W =220 ² / 100W

R_100W =484Ω

Jetzt

Leistung, die von Lampe 1 (80 W) verbraucht wird, da die Spannungen in einer Parallelschaltung gleich sind.

P =V ² /R₁

P_80W =(220 V) ² / 605Ω

P_80W =80 W

Durch Lampe 2 (100 W) verbrauchte Leistung

P =V ² /R₂

P_100W =(220 V) ² / 484Ω

P_100W =100 W

Daher bewiesen P_100W > P _{80 W} d.h. Glühbirne 2 (100 W) hat eine höhere Verlustleistung als Glühbirne 1 (80 W) . Daher ist die 100-W-Glühlampe heller als eine 80-W-Glühlampe, wenn sie parallel geschaltet wird.

Um den obigen Fall zu überprüfen, können Sie auch den Strom für jede Glühbirne finden und dann die Verlustleistung durch P =V x I ermitteln folgendermaßen. Wir haben die Nennspannung der Glühbirne verwendet, die 220 V beträgt.

I =P / V

Für Birne 1 (80 W)

I₈₀ =P₈₀ / 220 =80 W / 220 =0,364 A

I₈₀ =0,364 A

Für Birne 2 (100 W)

I₁₀₀ =P₁₀₀ / 220 =100 W / 220 =0,455 A

I₁₀₀ =0,455 A

Jetzt

Leistung, die von Lampe 1 (80 W) verbraucht wird, da die Spannungen in der Parallelschaltung gleich sind.

P =I ² R₁

P_80W =0,364 ² A x 605Ω

P_80W =80 W

Durch Lampe 2 (100 W) verbrauchte Leistung

P =I ² R₂

P_100W =0,455 ² A x 484Ω

P_100W =100 W

Gesamtstrom in der Parallelschaltung

I_T =I₁ + I₂ =0,364 + 0,455 =0,818 A

Wieder einmal bewiesen, dass eine 100-W-Glühlampe eine höhere Verlustleistung als eine 80-W-Glühlampe hat bei Parallelschaltung . Daher leuchtet eine 100-W-Glühlampe heller als eine 80-W-Glühlampe bei Parallelschaltung.

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Ohne Berechnungen &Beispiele

Berechnungen und Beispiele sind für Neulinge. Um es einfach zu machen, denken Sie daran, dass immer die Glühbirne mit einer „hohen Leistung“ einen „weniger Widerstand“ haben wird . Der Glühfaden der Lampe mit hoher Leistung ist dicker als die der niedrigeren Leistung . In unserem Fall ist der Glühfaden der 80-W-Glühlampe dünner als der der 100-W-Glühlampe.

Mit anderen Worten, eine 100-Watt-Glühbirne hat einen geringeren Widerstand und eine 80-Watt-Glühbirne einen hohen Widerstand .

Wenn Glühbirnen in Reihe geschaltet sind

Wir wissen, dass der Strom in einer Reihenschaltung an jedem Punkt gleich ist, was bedeutet, dass beide Lampen den gleichen Strom und die gleichen Spannungen erhalten. Offensichtlich wird der Spannungsabfall über einer Glühbirne mit höherem Widerstand (80 W) größer sein. Daher leuchtet die 80-W-Glühlampe heller als eine in Reihe geschaltete 100-W-Glühlampe da der gleiche Strom durch beide Glühbirnen fließt, wobei die 80-W-Glühbirne aufgrund der geringeren Wattzahl einen höheren Widerstand hat, da das Filament dünner ist, was bedeutet, dass es mehr Leistung abgibt (P=V ² /R wobei die Leistung direkt proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand ist ) und erzeugen eine höhere Hitze &Licht als die 100-W-Glühbirne.

Wenn Glühbirnen parallel geschaltet sind

Wir wissen auch, dass die Spannung in einer Parallelschaltung in jedem Abschnitt gleich ist, was bedeutet, dass beide Lampen den gleichen Spannungsabfall haben. Jetzt fließt mehr Strom in die Glühbirne, die weniger Widerstand hat, was diesmal eine 100-W-Glühbirne ist, was bedeutet, dass eine 100-W-Glühbirne mehr Leistung verbraucht als eine 80-W-Glühbirne (P=I ² R ), wobei Strom und Widerstand direkt proportional zur Leistung sind. Daher leuchtet eine 100-W-Glühbirne parallel heller Schaltung .

Woher wissen Sie, ob Glühbirnen in Reihe oder parallel geschaltet sind?

Die meisten elektrischen Leitungen und Installationen im Haushalt sind parallel oder seriell-parallel statt seriell verkabelt, da parallele Verkabelung einige Vorteile gegenüber einer seriellen Verkabelung hat. Wir können also feststellen, dass Glühbirnen mit höherer Nennleistung heller leuchten als Glühbirnen mit niedrigerer Nennleistung. In diesem Fall leuchtet eine 100-W-Glühlampe heller als eine 60-W- oder 80-W-Glühlampe.

Nun sollten Sie wissen, dass die Glühbirne mit höherer Nennleistung bei Parallelschaltung heller leuchtet und die Glühbirne mit geringerer Nennleistung bei Reihenschaltung heller leuchtet und umgekehrt.

Schlüsselpunkte :

• In einer Reihenschaltung leuchtet eine 80-W-Glühlampe aufgrund der hohen Verlustleistung heller als eine 100-W-Glühlampe.
• In einer Parallelschaltung leuchtet eine 100-W-Glühlampe aufgrund der hohen Verlustleistung heller als eine 80-W-Glühlampe.
• Die Glühbirne, die mehr Energie verbraucht, leuchtet heller.
• Bei Reihenschaltung fließt durch beide Glühlampen der gleiche Strom. Die Glühbirne mit dem höheren Widerstand hat einen größeren Spannungsabfall und daher eine höhere Verlustleistung und Helligkeit.
• Parallel haben beide Glühbirnen die gleiche Spannung. Die Glühbirne mit dem niedrigeren Widerstand leitet mehr Strom und hat daher eine höhere Verlustleistung und Helligkeit.
• Die meisten Glühbirnen der Haushaltselektrik sind parallel geschaltet.

Hinweis &Gut zu wissen:

• Temperaturänderungen in echten Glühbirnen, daher ist das Ohmsche Gesetz nicht anwendbar, da es anwendbar ist, wenn der Widerstand konstant ist, wo der Widerstand von der Temperatur abhängt.
• Der Temperaturkoeffizient der Glühbirnen sollte berücksichtigt werden. Wir vernachlässigen den Temperaturkoeffizienten, um das Ohmsche Gesetz zur Vereinfachung zu verwenden.
• Im Falle von Glühlampen und Wolframlampenfilamenten ist die Glühlampe ein nichtlineares Gerät (Widerstand), das einen positiven Temperaturkoeffizienten hat.