Elektrischer Stromkreis

Mit dem elektrischen Stromkreis befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wie euch, was ein elektrischer Stromkreis ist und liefern euch Definitionen zu grundlegenden Begriffen der Elektrotechnik. In diesem Zusammenhang gehen wie auch auf das Ohmsche Gesetz ein. Dieser Artikel gehört zum Bereich Physik / Elektrotechnik.

In einem elektrischen Stromkreis befindet sich in aller Regel:

• Eine Spannungsquelle bzw. Stromquelle
• Ein Leiter (z. B. ein Kupferdraht)
• Ein Verbraucher (z. B. eine Lampe)

Ein Verbraucher hat einen so genannten Innenwiderstand. Dieser sorgt dafür, dass im Inneren des Verbrauchers Spannung abfällt. Auf die Begriffe Strom, Spannung und Widerstand gehen wir gleich noch einmal näher ein. Noch ein Hinweis am Rande: Auch eine Quelle hat einen Innenwiderstand, an dem Spannung abfällt. Dazu kommen wir noch in weiterführenden Artikeln. Zunächst jedoch die Tabelle mit Symbolen und deren Bedeutung.

Tabelle nach rechts scrollbar

Und dies alles wird nun zu einem kleinen Stromkreis zusammengebaut. Dies sieht dann wie folgt aus:

Wichtige Anmerkung: In der Elektrotechnik wird die Stromrichtung von "+" nach "-" angegeben. In der Physik ist dies meist umgekehrt. Das ist für Anfänger der Elektrotechnik äußerst verwirrend, aber so wird es (leider) gehandhabt. Da wir hier Dinge aus der Elektrotechnik besprechen, fließt der Strom von "+" nach "-" !

Um mit den Begriffen Strom, Spannung und Widerstand im elektrischen Stromkreis nicht durcheinander zu kommen, folgt nun eine Kurzinformation zu diesen drei wichtigen Begriffen der Elektrotechnik.

Strom:

Als elektrischen Strom bezeichnet man die Bewegung von Ladungsträgern durch einen Stoff oder durch einen luftleeren Raum (Vakuum). Ladungsträger sind zum Beispiel Elektronen oder Ionen. Bewegen sich also Elektronen zum Beispiel durch einen Kupferdraht, spricht man von Stromfluss. Stellt euch das wie einen Fluss (Wasser) in der Natur vor. Dort fließt auch Wasser in einem Flussbett. Und so fließen Elektronen in einem Kupferdraht.

Spannung:

Für viele Dinge im Leben gibt es Voraussetzungen: Damit ein Mensch Überleben kann, muss er atmen. Auch für den Strom gibt es Voraussetzungen. So benötigt der Strom zum fließen Spannung. Unter der elektrischen Spannung versteht man die treibende Kraft, die die Ladungsbewegung verursacht. Grundsätzlich gilt: Je höher die Spannung, desto mehr Strom kann fließen.

Widerstand:

Der Widerstand ist sozusagen der "Gegner" der Spannung. Denn an jedem Widerstand fällt Spannung ab, sprich wird weniger. Und wir haben ja bereits bei Spannung gesagt: Je geringer die Spannung, desto weniger Strom kann fließen. Ein Widerstand ist ein elektronisches Bauteil, dass es für (sehr wenig) Geld zu kaufen gibt. Auch ein elektronischer Leiter, zum Beispiel ein Kupferdraht hat einen eigenen Widerstand, an dem Spannung abfällt. Die Angaben Strom, Spannung und Widerstand lassen sich über das Ohmsche Gesetz berechnen (wird im folgenden Kapitel behandelt).

Elektrischer Stromkreis und Ohmsches Gesetz

Das Ohmsche Gesetz stellt die wichtigste Formel der Elektrotechnik dar und verknüpft die Größen Strom, Spannung und Widerstand in einem elektrischen Stromkreis. Selbst Personen, die nichts mit diesem Gebiet der Physik zu tun haben, kennen es oftmals. Das Ohmsche Gesetz besagt: Spannung = Widerstand · Strom. Dies sieht als Formel wie folgt aus:

Das Ohmsche Gesetz:

• Formel: U = R · I
• "U" ist die Spannung in Volt, z. B. 1 V
• "R" ist der Widerstand in Ohm, z. B. 1 Ω
• "I" ist die Stromstärke in Ampere, z. B. 1 A

Beispiel: Wenden wir dieses Wissen auf den elektronischen Stromkreis an. Der Widerstand beträgt 10 Ohm und es fließen 5 Ampere. Wie groß ist die Spannung? Antwort: U = 10 Ohm · 5 Ampere = 50 Volt. Die Spannung der Quelle beträgt somit 50 Volt. Hat man also zwei der drei Größeren, kann man damit die dritte Größe berechnen.

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