Größen im Stromkreis

Ein elektrischer Stromkreis enthält eine Energiequelle und ist durch einen Leiter geschlossen. Damit es keinen Kurzschluss gibt, muss jedoch auch ein Bauteil in Form eines "Verbrauchers", wie ein Widerstand, Lampe oder Motor, eingebaut werden. Im folgenden lernst du einige wichtige Größen kennen, die dir beim Bau eines eigenen Stromkreises begegnen werden.
Wenn man sich ein Stromkreis im Wassermodell vorstellt, wäre die Energiequelle eine Pumpe, die das Wasser (Elektronen) in ein höheres Becken pumpt. Von dort aus fällt das Wasser wieder durch ein Rohr (Leiter) nach unten. Dabei kurbelt es die Turbine (Verbraucher) an.

Der Schaltplan eines Stromkreises:

Der Stromkreis als Wassermodell:

Die stromstärke

FormelzeichenEinheitEinheitszeichen
IAmpèreA

Im Wassermodell kann man sich die Stromstärke als den Wasserfluss vorstellen. Wenn viel Wasser duch die Rohre fließt, ist der Wasserfluss groß, wenn nur wenig Wasser durch die Rohre strömt

Definition:

Der elektrische Strom hat die Stromstärke 1A, wenn pro Sekunde 6,24150948*10^18 Ladungsträger (mit je einer Elementarladung) bzw ein Coulomb durch den Leiterquerschnitt fließen.

Einfach gesagt:

Die Stromstärke gibt die Menge des Stroms an, die in einer bestimmten Zeit durch einen Leiterquerschnitt fließt.

Die Spannung

FormelzeichenEinheitEinheitszeichen
UVoltV

Im Wassermodell würde die Spannung einer Pumpe entsprechen. Je stärker die Pumpe ist, destö höher ist das Wasserbecken in das das Wasser gepumpt wird.
→ Je stärker die Spannung der Energiequelle ist, desto höher ist das Energieniveau in das die Elektronen gebracht werden.

Definition:

Die elektrische Spannung gibt an, wie stark der Antrieb des elektrischen Stromes ist.

Einfach gesagt:

Sie ist im Prinzip der "Tritt in den Hintern" der Ladungen, damit diese sich bewegen. Je größer die Spannung, desto stärker der Antrieb.

Der widerstand

FormelzeichenEinheitEinheitszeichen
ROhmΩ

Im Wassermodell kann man sich den Widerstand als eine Turbine vorstellen, die vom "runterfallenden" Wasser angetrieben wird. Je größer die Turbine, desto schwieriger ist es für das Wasser daran vorbei zu kommen.
→ Je größer der Widerstand ist, desto schwieriger ist es für die Elektronen daran vorbei zu kommen.

Definition:

Der elektrische Widerstand ist in der Elektrotechnik ein Maß dafür, welche elektrische Spannung erforderlich ist, um eine bestimmte elektrische Stromstärke durch einen elektrischen Leiter fließen zu lassen

Einfach gesagt:

Der elektrische Widerstand eines Bauteils gibt an, wie stark der elektrische Strom von ihm behindert wird.

Das ohm'sche Gesetz

Das Ohm’sche Gesetz gibt die Linearität von der Stromstärke I und Spannung U an. Das bedeutet, wenn sich die Stromstärke I verdoppelt, verdoppelt sich auch die Spannung U und anders herum.

Das heißt, wenn wir einen ohm'schen Widerstand vorliegen haben, gilt folgendes Gesetzt:

Die Leistung

FormelzeichenEinheitEinheitszeichen
PWattW

Um die Elektrische Leistung eines bauteil berechnen zu können, misst man die anliegende Spannung des Bauteils U und die Stromstärke I.
Dann kann man die leistung P mit folgender Formel berechnen:

Definition:

Die elektrische Leistung ist die Energie, die pro Zeiteinheit t umgesetzt wird.

Einfach gesagt:

Sie ist die "Power", die ein elekrisches Bauteil hat