Maschenregel auch beim Wasserstromkreis

Zwei Glühlampen sind in Reihe an einer Batterie angeschlossen:

Reihenschaltung

Jede der Glühlampen hat ihren eigenen elektrischen Widerstand R1 bzw. R2.
Die Gesamtspannung der Batterie U0 wird auf die Widerstände aufgeteilt, so dass nach der Maschenregel gilt:  U0 = U1 + U2:

Reihenschaltung





Diese Druckaufteilung findet auch bei einem vergleichbaren Wasserstrom statt. Hier das reale Experiment dazu:

 
 
Quelle: Rolf Piffer, eigenes Werk, CC BY-SA 4.0

Im Modell lassen sich die Druckverhältnisse besser zeigen:

 
 

Quelle: Rolf Piffer, eigenes Werk, CC BY-SA 4.0

Der Druckabfall beim ersten Widerstand (Wasserrad) ist Δp1, der am zweiten Wasserrad ist Δp2. Die Batterie gleicht diese Druckdifferenz dadurch wieder aus, indem sie immer Wasser vom niedrigen Potential rechts zum hohen Potential links befördern muss. Sie muss also eine Druckdifferenz
Δp0 aufbauen. Damit ist
                                         Δp0 =  Δp1 + Δp2       (1)
Wenn der Endpunkt einer stromdurchflossenen Leitung wieder am Ausgangspunkt ankommt (eine Masche durchläuft) , dann haben sich alle vorkommenden Druckdifferenzen zu 0 addiert (Maschenregel):
Oder nach Gleichung (1):   Δp1 + Δp2  - Δp0 = 0

Allgemeine Datenschutzbestimmungen | Impressum
Herausgeber: Land Baden-Württemberg, vertreten durch das Zentrum für Schulqualität und Lehrerbildung (ZSL), Heilbronner Straße 314, 70469 Stuttgart, Telefon 0711/21859-0, poststelle@zsl.kv.bwl.de
Verantwortlich im Sinne des Presserechts: ZSL, Irmgard Mühlhuber, Ref. 24 "Digitalisierung, Medienbildung", Heilbronner Straße 314, 70469 Stuttgart, Telefon 0711/21859-240, digitalebildung@zsl.kv.bwl.de
Kontakt zum/r behördlichen Datenschutzbeauftragte/n: datenschutz@zsl.kv.bwl.de