n e
~J = -------~.
a + n i
Serienschaltung nützt bei großem äußeren Widerstande. Die Stromstärke
ist, wenn der innere Widerstand sehr klein ist im Verhältnis zum
äußeren, nahezu proportional der Anzahl der Elemente oder der
elektromotorischen Kraft. Die Verbindung geschieht nach dem Schema von
Fig. 152.
[Abbildung: Fig. 153.]
2) #Parallelschaltung:# ^Verbindung auf Widerstandsverminderung^,
Verbindung gleichnamiger Pole, Schaltung auf Quantität: Man verbindet
sowohl alle + Pole als auch alle - Pole durch je einen Draht; diese
beiden Drähte sind dann die Pole der Batterie. Verbindet man sie, so ist
der Strom geschlossen. Es schaut dann so aus, als wären alle Zinkplatten
zu einer einzigen Platte verbunden und ebenso alle Kupfer (oder +)
Platten. Es gilt das Ohm’sche Gesetz; dabei ist die ^elektromotorische
Kraft dieselbe, wie bei einem Elemente^, aber der ^innere Widerstand ist
kleiner^; denn während er bei ^einem^ Element aus dem Widerstande ~i~
der zwischen beiden Platten liegenden Flüssigkeitsschichte besteht, ist
bei ~n~ Elementen diese Flüssigkeitsschichte ~n~ mal breiter, der
Querschnitt der Flüssigkeitsschichte ~n~ mal größer, der Widerstand ~n~
mal kleiner, also
i e
~-~; demnach die Stromstärke ~J = -----~.
n i
a + -
n
Diese Zusammenstellung ist von Nutzen, wenn der innere Widerstand groß
ist im Verhältnis zum äußeren.
3) #Gemischte Schaltung.# Man teilt die vorhandenen Elemente, z. B. 12,
in Gruppen von je gleich viel Elementen, z. B. je 3, also 4 Gruppen,
schaltet die Elemente jeder Gruppe unter sich auf Quantität, so stellt
jede Gruppe gleichsam ein Element vor, und verbindet die Gruppen nun auf
elektromotorische Kraft.
[Abbildung: Fig. 154.]
Das Ohmsche Gesetz hat dieselbe Form, also ist bei ~n~ Gruppen ~à~ ~m~
Elementen die Stromstärke
n e 4 e
~J = -------- = -------~.
n i 4 i
a + --- a + ---
m 3
Man kann nach Belieben mehr oder weniger Gruppen bilden, doch liefert in
jedem besonderen Falle gerade diejenige Schaltung den #stärksten Strom,
bei welcher der innere Widerstand gleich dem äußeren ist#.
Aufgaben:
~a~) Wie groß ist die Stromstärke bei einem Meidingerelement von der
elektromotorischen Kraft 0,9 ~V~, wenn der innere Widerstand 7 ~O~, der
äußere 1 ~O~ ist? Wie groß wird die Stromstärke, wenn man 6 solche
Elemente in Serie schaltet?
~b~) Wie groß ist die Stromstärke bei einem ~Leclanché~-Element, dessen
elektromotorische Kraft = 1,4 ~V~, innerer Widerstand = 3 ~O~, äußerer
Widerstand = 50 ~O~. Wie groß ist die Stromstärke, wenn man 10 solche
Elemente in Serie schaltet?
~c~) Welche Stromstärke liefert ein Bunsen-Element von 2,5 ~V~ und 0,1
~O~ innerem Widerstand, wenn der äußere 0,01 ~O~ ist? Wie groß ist die
Stromstärke, wenn man 5 solche Elemente parallel schaltet?
~d~) Welche Stromstärke liefert ein Daniell-Element von 1,05 ~V~ und 0,5
~O~ innerem Widerstand, wenn der äußere 1 ~O~ ist? Wie groß wird die
Stromstärke, wenn man 4 solche Elemente parallel, oder wenn man sie in
Serie schaltet?
~e~) Von 18 Daniell-Elementen, deren elektromotorische Kraft = 1,05 ~V~
und deren innerer Widerstand je 3 ~O~ ist, macht man bei einem äußeren
Widerstand von 2 ~O~ 1. Serienschaltung, 2. Parallelschaltung, 3.
gemischte Schaltung von 6 Gruppen ~à~ 3 Elementen, 4. gemischte
Schaltung von 3 Gruppen ~à~ 6 Elementen. Wie groß ist in jedem Falle die
Stromstärke?
#98.# Ein Element hat bei 0,30 ~Ohm~ äußerem Widerstand eine Stromstärke
von 3 ~Amp.~, bei 10 ~O~ äußerem Widerstand aber nur 1¼ ~A~. Wie groß
ist seine elektromotorische Kraft und der innere Widerstand?
#99.# Welche Stromstärke erhält man, wenn man 4 galvanische Elemente von
je 1,8 ~V~ hintereinander schaltet, wenn der innere Widerstand bei jedem
0,3 ~O~ und der äußere 2 ~O~ beträgt? Wie groß muß man den äußeren
Widerstand nehmen, um eine Stromstärke von 3 ~A~ zu erhalten?
#100.# Wie viele ~Leclanché~-Elemente von 1,5 ~V~ Spannung und 2 ~O~
innerem Widerstand muß man hintereinander schalten, um bei einem äußeren
Widerstand von 40 ~O~ eine Stromstärke von 0,2 ~A~ zu erhalten?
#101.# Welche Stromstärke erhält man, wenn man 3 Bunsen-Elemente von 1,8
~V~ und 0,3 ~O~ parallel schaltet, bei einem äußeren Widerstand von 1
~O~?