Für Laien:
Möglicherweise ist es für den Laien schwierig zu verstehen, daß die Spannung in einem Stromkreis abnehmen und die Leistung gleichzeitig zunehmen kann. Um diesen Zusammenhang besser verständlich zu machen, habe ich in Abb.1 einen einfachen Gleichstromkreis mit einer 3-V Batterie mit der Spannung UB, einem Potentiometer P, mit dem der Stromkreis belastet werden kann, und einer LED parallel zum Potentiometer dargestellt. Jede Stromquelle hat einen inneren Widerstand, Ri, den ich in diesem Beispiel mit 5 Ohm angenommen habe. Er kann als ein in Reihe mit dem Potentiometer liegender Widerstand betrachtet werden.



Abb. 1 Schaltung zur Demonstration des Zusammenhangs zwischen Leistung und Spannung




Wird der Widerstand R2 des Potentiometers von einem Anfangswert von 20 Ohm kontinuierlich auf 1 Ohm verringert, so ändert sich Spannung U1 am Potentiometer nach der Formel

U1 = UB x R2/(R2+Ri)

Der Strom I läßt sich berechnen nach:

I = U / R

Die Leistung ergibt sich aus:

L = U x I


In Abb. 2 ist der Zusammenhang zwischen Spannung und Leistung für den hier betrachteten Fall graphisch dargestellt. Die parallel zum Potentiometer liegende LED, deren Schwellenspannung zu 2 V angenommen wird, leuchtet, wenn am Potentiometer ein Widerstand von mehr als 10 Ohm eingestellt wird und erlöscht bei niedrigeren Werten. Bei 10 Ohm betrüge die Leistung in diesem Stromkreis etwa 2,4 W und würde bei weiterer Verringerung des Widerstandes auch bei erloschener LED noch bis auf etwa 2,7 W ansteigen. Hierbei wurde der Stromverbrauch der LED nicht berücksichtigt, er würde zu einer geringen Abflachung der Spannungs-Kurve oberhalb der Schwellenspannung führen.





Abb. 2 Zusammenhang zwischen Leistung und Spannung entsprechend der in Abb. 1 wiedergegebenen Schaltung