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Der Stromkreis


Hier geht es um die Grundlagen des elektrischen Stromkreises und um die Abhängigkeit von Spannung, Strom und Widerstand. Diese müssen in jedem Fall, bevor man auch nur einen Handgriff macht, vollständig verstanden werden!



Die Spannungsquelle

Betrachten wir eine Gleichspannungsquelle. Das ist z. B. eine Batterie oder ein Akku. Hier herrscht an dem einen Pol ein Elektronenüberschuß und an dem anderen ein Elektronenmangel. Den Pol mit dem Elektronenüberschuß bezeichnet man als Minuspol und den mit dem Elektronenmangel als Pluspol. Zwischen beiden Polen herrscht eine Spannung. Spannungen werden in Volt (V) gemessen und angegeben. In Formeln und Schaltbildern werden Spannungen mit U bezeichnet.


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Elektronenverteilung bei einer Gleichspannungsquelle



Der Stromkreis

Der elektrische Stromkreis besteht aus einer Spannungsquelle (z. B. Batterie, Netzgerät oder Steckdose) und einem angeschlossenen Verbraucher. Da jeder Verbraucher einen elektrischen Widerstand hat, kann man einen Verbraucher im Schaltbild auch als Widerstand darstellen. Die Einheit für den Widerstand ist Ohm (Ω). Widerstände werden in Schaltbildern und Formeln mit R bezeichnet.

Erst wenn ein Verbraucher an die Spannungsquelle angeschlossen ist, fließt ein elektrischer Strom vom Minuspol über den Verbraucher zum Pluspol. Damit dies der Fall ist, muß an der Spannungsquelle zwischen den beiden Polen ein Spannungsunterschied vorhanden sein! Ist dort kein Spannungsunterschied oder -potential vorhanden (also 0 Volt), kann auch kein Strom fließen!

So mancher wird jetzt vielleicht etwas stutzen, wenn er hier liest das der Strom vom Minuspol zum Pluspol fließen soll. Das ist aber korrekt so, denn der elektrische Strom ist ja nichts weiter als die Elektronenbewegung, die immer vom Pol mit dem Elektronenüberschuß (Minuspol) zum Pol mit dem Elektronenmangel (Pluspol) abläuft! Bevor man etwas von der Elektronenbewegung wußte, wurde die Fließrichtung des elektrischen Stromes außerhalb einer Spannungsquelle vom Pluspol zum Minuspol festgelegt. Man spricht hier auch von der technischen Stromrichtung.

Den Richtungssinn von Strömen und Spannungen gibt man grundsätzlich in der technischen Stromrichtung durch Bezugspfeile vom höheren zum niederen Potential an.


stromkreis.gif

Der elektrische Stromkreis
U = Spannung, I = Strom, R = Widerstand


Ströme werden in Ampere (A) gemessen. In Formeln und Schaltbildern werden Ströme mit I bezeichnet. Der im Stromkreis fließende Strom hängt ab von der Größe des Widerstandes als auch von Höhe der Spannung. Und da wären wir auch schon bei einem wichtigen Merksatz:

Strom kann nirgendwo herauskommen, er kann nur zum Fließen gebracht werden!

Oft hört man, da kommen 1.000 A raus, wenn man das da anschließt, knallt das sofort durch. Falsch! Wenn man einen Verbraucher, z. B. eine Glühlampe für 12 V, die ja auch einen bestimmten Widerstand hat, an eine Spannungsquelle mit 12 V anschließt, dann ist es gleich, ob diese Spannungsquelle nun 1 A oder 1.000 A liefern kann! Der fließende Strom wird in beiden Fällen gleich groß sein, sofern die Spannung gleich ist! Wichtig ist, daß jeder Verbraucher nur an die für ihn geeignete Spannung angeschlossen wird! Denn Spannung, Strom und Widerstand hängen eng miteinander zusammen, was beim Ohmschen Gesetz beschrieben ist.

Weiterhin fällt an jedem Widerstand eine Spannung ab. Ist nur ein Widerstand im Stromkreis vorhanden so wie im Bild oben, so fällt an diesem Widerstand die gesamte Spannung ab.



Kurzschluß

Werden die beiden Pole einer Spannungsquelle direkt, also ohne einen Widerstand dazwischen, verbunden, so entspricht dies einen Kurzschluß. In diesem Falle sinkt die Spannung an der Quelle auf 0 Volt ab und der fließende Strom, auch Kurzschlußstrom genannt, wäre theoretisch unendlich hoch! Dies ist aber nur theoretisch der Fall, denn es gibt zum einen keine Spannungsquelle die in der Lage ist, einen unendlich hohen Strom zu erzeugen und weiterhin hat auch jeder elektrischer Leiter (z. B. eine Leitung) einen geringen Widerstand, der den Kurzschlußstrom schon begrenzt. Weiterhin hat auch jede Spannungsquelle selbst einen bestimmten Innenwiderstand. Dieser sorgt z. B. dafür, daß beim Anschluß eines Verbrauchers die Spannung an der Spannungsquelle ein wenig abfällt.


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Stromkreis mit Kurzschluß
U = Spannung, IK = Kurzschlußstrom


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