Rätsel: 2 Lampen dunkler als eine?

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    Lese gerade ein sehr beliebtes, fast renommiertes Physikbuch. Darin steht: (zusammengefasst):


    An eine Batterie wird erst "eine" Lampe angeschlossen (Fall A). Sie brennt. Dann wird eine "zweite" identische Lampe in Reihe angeschlossen (also hintereinander, Fall B). Beide brennen. Frage: Bei welchem Fall gibt es mehr Licht?


    Kann mir das einer beantworten. Es wäre insofern wichtig, weil ich rauskriegen muss, ob dieses Buch ok ist. Der Autor stellt hin und wieder Thesen auf, die mir nicht ganz koscher zu sein scheinen.


    Aber man weiß ja nie, wie krumm man selbst denkt.


    Kann das jemand mit Sicherheit beantworten?


    Ich erkläre später mal, was der Kerl antwortet und warum ich daran zweifele.


    Slubber

    Wenn man die Lampe als (linearen) Widerstand modelliert und davon ausgeht, dass die Lichtleistung proportional zur am Widerstand umgesetzten Leistung ist, kann man mit elementaren Physikkenntnissen (Spannungsteiler, Ohm'sches Gesetz, P=U*I) berechnen, dass im Fall 1 (eine Lampe) insgesamt doppelt soviel Leistung umgesetzt wird wie im Fall 2 (2 Lampen) demzufolge ist eine Lampe heller als zwei.


    Das zugrunde gelegte Modell ist jedoch sehr einfach und bei einer genaueren Modellierung der Lampe kann es ganz anders aussehen.


    LG Christoph

    Bei zwei Lamoen in Reihe verdoppelt sich der Widerstand, die Spannung teilt sich also zu gleichen Teilen auf. Somit müsste die Batterie rein rechnerisch den doppelten Strom liefern, um die Lampen gleich hell leuchten zu lassen wie im Fall eins.


    Jedoch, wenn die Lampen nur halb so hell leuchten, sollten beide Lampen zusammen genauso hell sein wie eine Lampe alleine...


    Jedoch ist die Verlustleistung der Lampen nicht unerheblich... bei 80% abgegebener Wärmeenergie habe ich bei einer Lampe nur 20% Licht - bei 2 Lampen immerhin 2*20%...


    Bleibt jedoch der STrom gleich, egal, ob eine Lampe oder 2 Lampen, dann sieht es schon anders aus... dann würde ich sagen, das eine Lampe sehr viel heller leuchtet, als die beiden in Reihe...
    Kann jedoch nur stimmen, wenn bei einer Lampe schon der Maximalstrom erreicht wurde, und bei zwei Lampen nicht mehr werden kann...


    Egal wie es ist, es müssen alles Ideale Bauteile sein... dann kann man vllt eine Aussage treffen...


    Es wird nichts geschrieben, ob der Strom sich erhöht, etc... Eine Rechnung mit vielen Unbekannten, die meiner Meinung nach nicht gelöst werden kann...

    Zitat von Spieler

    @ Slubber was ist das für ein Physikbuch?


    "Denksport Physik, Das Kultbuch von Lewis C. Epstein, DTV premium, 580 Seiten, Taschenbuch"



    Zitat von Blackmore

    Jedoch, wenn die Lampen nur halb so hell leuchten, sollten beide Lampen zusammen genauso hell sein wie eine Lampe alleine...


    Genau so sehe ich das ja auch. Aber der Epstein doziert das anders. Ich könnte aus dem Kellerfenster springen!!!!


    Zitat von Blackmore

    Es wird nichts geschrieben, ob der Strom sich erhöht, etc... Eine Rechnung mit vielen Unbekannten, die meiner Meinung nach nicht gelöst werden kann...


    Nein, gehe mal davon aus, dass die Batterei sehr hohe Kapazität hat und genügend Strom liefern kann (quasi eine Autobatterie, die ja bis zu 100 Ampere oder mehr abgibt). Und lass die Wärmeverlustleistung auch weg. Es geht nur ums Helle.


    Ich könnte mir ins Knie beißen. Wenn Epstein recht haben sollte, muss ich mir einen neuen Kopf aufschrauben. Dann war alles für die Katz, was ich bisher über Strom mir so angelesen habe.


    Hilfe!!!


    Slubber

    Zitat von Blackmore

    Bei zwei Lamoen in Reihe verdoppelt sich der Widerstand, die Spannung teilt sich also zu gleichen Teilen auf. Somit müsste die Batterie rein rechnerisch den doppelten Strom liefern, um die Lampen gleich hell leuchten zu lassen wie im Fall eins. ...


    Es wurde von einer Batterie als Energiequelle geschrieben. In meiner Rechnung ist es eine reine Spannungsquelle, andere Modellierungen würden noch einen Innenwiderstand berücksichtigen. Stromquellen, die bei höherem Widerstand mehr Strom liefern sind mir als Modell für eine Batterie nicht geläufig.

    Zitat von Blackmore


    Jedoch, wenn die Lampen nur halb so hell leuchten, sollten beide Lampen zusammen genauso hell sein wie eine Lampe alleine...
    .


    Nein, Strom und Spannung halbieren sich, die Leistung geviertelt pro Lampe.

    Zitat von Blackmore


    Jedoch ist die Verlustleistung der Lampen nicht unerheblich... bei 80% abgegebener Wärmeenergie habe ich bei einer Lampe nur 20% Licht - bei 2 Lampen immerhin 2*20%...
    .


    spielt nur eine Rolle, wenn die Verlustleistung abhängig vom Arbeitspunkt ist. Dies ist nicht unwahrscheinlich, aber die Addition zweier Wirkungsgrade halte ich für gewagt.

    Zitat von Blackmore


    Bleibt jedoch der STrom gleich, egal, ob eine Lampe oder 2 Lampen, dann sieht es schon anders aus... dann würde ich sagen, das eine Lampe sehr viel heller leuchtet, als die beiden in Reihe...
    Kann jedoch nur stimmen, wenn bei einer Lampe schon der Maximalstrom erreicht wurde, und bei zwei Lampen nicht mehr werden kann...


    Batterie ist keine Stromquelle. Batterie ist in guter Näherung als Spannungsquelle zu betrachten.

    Zitat von Blackmore


    Egal wie es ist, es müssen alles Ideale Bauteile sein... dann kann man vllt eine Aussage treffen...


    Ich habe beschrieben, wie ich jedes Bauteil modelliere.

    Zitat von Blackmore


    Es wird nichts geschrieben, ob der Strom sich erhöht, etc... Eine Rechnung mit vielen Unbekannten, die meiner Meinung nach nicht gelöst werden kann...


    Das Problem kann gelöst werden, die Lösung sieht je nach physikalischem Modell für die Bauteile anders aus. Insgesamt halte ich den Beitrag für wenig durchdacht.
    MfG - Christoph

    Zitat von Christoph_Sitte

    Nein, Strom und Spannung halbieren sich, die Leistung geviertelt pro Lampe.


    Da sieht man den Fachmann. Das war des Pudels Kern.


    Ich fasse es noch mal kurz zusammen (mit frei erfundenen Basiswerten, 12 Volt Batterie, je Lampe 6 Ohm)


    Leider ist die Formatierung verloren gegangen. Man kann es kaum entziffern.


    Fall 1:


    I=U/R I = 12/6 A I = 2 Ampere


    P=U*I P=12*2 P=24 Watt Die Lampe setzt 24 Watt um



    Fall 2: Teilströme


    I1=U1/R1 I1=6/6 A I1=1 Ampere P=U1²/R1 P=6²/6 P=6 Watt


    I2=U2/R2 I2=6/6 A I2=1 Ampere P=U2²/R2 P=6²/6 P=6 Watt



    Ergebnis bei beiden, brennenden Lampen:


    6 Watt + 6 Watt = 12 Watt Beide Lampen setzen nur 12 Watt um


    Damit müsste - nach Riese, Adam - die Helligkeit der beiden Lampen in der Summe um die Hälfte abfallen.



    Epstein hat recht.


    Ich hoffe, es ist nicht allzu dödelig, was ich jetzt hier so hingerechnet habe. Falls ja, bitte schimpfen. Ich will es ja doch mal lernen.


    Danke für Diskussion. Jetzt kann ich wieder ruhig schlafen.


    Slubber

    Zitat von Slubberdegullion

    I=U/R I = 12/6 A I = 2 Ampere


    Ja, du hast es, allerdings hat mir mein Physiklehrer in der Untertertia gepredigt, schon zur Plausibiltätskontrolle immer die Einheiten mit zu schleppen bei Umformungen und Berechnungen.


    Als:
    I=U/R
    I=12 V /6 Ohm
    I= 2 A


    Zur Ausgangsfrage in Topic Thread:
    Notebooks (alle?) weigern sich, über einen USB Port mehr als 500 mA abzugeben.
    Wenn der Pre im Betrieb also 600 mA saugt, wird unter dem Strich der Akku entladen.
    So ein Y-Kabel könnte dann helfen.

    Elektronik - Grundlagen, ab 13. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel. Sehr verständliches Teil, denn es richtet sich an Ausbildungsberufe (also an zukünftige Festangestellte 8) )


    Lampen: Normalerweise geben beide Lampen zusammen mehr Licht (also mehr Leistung) ab als eine einzelne. Das hängt aber davon ab, ob man eine stabilisierte Stromquelle zur Verfügung hat. Bei der Hausbeleuchtung ist dies z. B. der Fall, bei einer einfachen Batterie nicht.

    Zitat von wiwa

    Elektronik - Grundlagen, ab 13. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel.


    Das Buch habe ich. Finde ich auch gut. Aber wie in vielen anderen Lehrbüchern bricht im entscheidenden Moment der Argumentation der Fluss abrupt ab. Ich habe hier rund 40 Fachbücher zum Thema Strom stehen. Aber sie können meine Fragen, die ich habe, nicht beantworten. Ich konsultiere ab und zu Fachleute. Aber auch die müssen passen. Das geht hoch bis zur Uni. Strom, das unbekannte Wesen.


    Zitat von wiwa

    Normalerweise geben beide Lampen zusammen mehr Licht (also mehr Leistung) ab als eine einzelne.


    Also mit dem Satz katapultierst Du mich jetzt wieder in die Steinzeit. Ich dachte nämlich, ich hätte es jetzt verstanden, das mit den zwei Lampen.


    Was nun, sprach Zeus.


    Slubber

    Zitat von Slubberdegullion

    Zitat von »wiwa«
    Elektronik - Grundlagen, ab 13. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel.


    Das Buch habe ich. Finde ich auch gut


    Echt? :lacht: Wie kommt das denn? Bei meinereiner liegt dieses Buch seit der Ausbildung herum. Ich hab bloß einfach keine Lust da jetzt reinzugucken. Sorry. Aber den OT-Thread finde ich durchaus unterhaltsam. ;)

    Zitat von wiwa

    Aber den OT-Thread finde ich durchaus unterhaltsam. ;)


    Vielleicht noch mal kurz zum Hintergrund meiner Diskussion: in einem anderen Faden "Palm Hotspot groovt" kam die Frage eines ICE-Fahrers auf, wie man mit einem USB-PC das PRE aufladen kann. Meine unmaßgebliche Antwort wurde von einem der Poster hier als unqualifiziert bezeichnet. Daraufhin habe ich mich in Büchern kundig zu machen versucht, wie sich Strom addieren könnte. Und da stieß ich auf das Problem mit den zwei Lampen, das m.E. einen Denkweg zu diesem obigen Problem darstellen könnte.


    Und deshalb diskutiere ich das hier.


    Und nicht, weil mir sonst nichts einfällt - in dieser PRE sauren Gurkenzeit, wo alle nur noch auf das 2.0 Update warten oder eine neue Hardware.


    Wen es nicht tangiert, sollte einfach nicht reinlesen. Ich lese viele Fäden hier nicht durch: Taschensammelthread, warum Android besser oder toller ist, App Cat setzt manchmal aus, Iphone kommt bald raus, usw. Das geht an mir vorbei. Aber andere Sachen interessieren mich.


    Und wenn der eine oder andere jetzt hier quittiert, hoffe ich, dass es nicht wegen dieser Fäden hier ist. Das schiene mir etwas überzogen.


    So ein bisschen was Lernen muss drin sein, finde ich.


    Danke für's Hinhören.


    Slubber

    @Slubber: hättest du diesen Anwendungsfall gleich so geschildert, hättest du bestimmt auch gleich eine sachliche Antwort bekommen:
    Ja, ein Y-Kabel dient genau dazu, dem USB-Gerät mehr Strom zur Verfügung zu stellen. Es lädt dadurch schneller, WLAN-Hotspot hält länger durch.


    Wie und warum das funktioniert, hätte man hinterher noch als OT spekulieren können.