Elektrische Stromstärke
Stromstärke ist der Fluss elektrischer Ladung durch einen Leiter.
- Symbol: I
- Einheit: Ampere (A)
- Gemessen mit einem Amperemeter (in Reihe geschaltet)
Der Strom fließt bei der konventionellen Stromrichtung vom positiven (+) Pol der Batterie zum negativen (–) Pol.
Spannung (Potentialdifferenz)
Spannung (auch Potentialdifferenz genannt) ist die übertragene Energie pro Ladungseinheit.
- Symbol: V
- Einheit: Volt (V)
- Gemessen mit einem Voltmeter (parallel geschaltet)
Die Batterie gibt jeder Ladungseinheit eine bestimmte Energiemenge. Die Spannung gibt an, wie viel das ist.
Widerstand
Widerstand hemmt (verlangsamt) den Stromfluss.
- Symbol: R
- Einheit: Ohm (Ω)
Ohmsches Gesetz
Dabei gilt:
- = Spannung (V)
- = Stromstärke (A)
- = Widerstand (Ω)
Ohmsches Gesetz
Die Spannung ist gleich der Stromstärke multipliziert mit dem Widerstand. Wird verwendet, um jede der drei Größen zu berechnen, wenn die anderen beiden bekannt sind.
Stromstärke berechnen
Eine Glühbirne hat einen Widerstand von 10 Ω und ist an eine 5-V-Batterie angeschlossen. Wie groß ist die Stromstärke?
Gegeben: V = 5 V, R = 10 Ω Gesucht: I
Stromstärke in Reihen- und Parallelschaltungen
| Schaltungstyp | Stromstärke | Spannung |
|---|---|---|
| Reihenschaltung | Überall gleich | Verteilt sich auf die Bauteile |
| Parallelschaltung | Verteilt sich auf die Zweige | Gleich an jedem Zweig |
Praxisbezug: AA-Batterie betreibt eine Taschenlampenbirne
Eine einzelne AA-Batterie hat eine Spannung von 1,5 V. Eine kleine Taschenlampenbirne hat einen Widerstand von etwa 3 Ω. Nach dem Ohmschen Gesetz: I = V/R = 1,5/3 = 0,5 A. Diese 0,5 A Stromstärke fließen durch den Glühfaden, erhitzen ihn zum Weißglühen und erzeugen Licht — alles von einer Batterie, die man in einer Hand halten kann.
Praxisbezug: Elektrische Türklingel
Eine Türklingel funktioniert durch Schließen eines Stromkreises — eine Niederspannungsquelle (typischerweise 8–12 V AC) über einen Transformator mit einem Summer verbindend. Wenn man den Knopf drückt, fließt Strom und der Elektromagnet im Summer lässt eine Metallstreifen vibrieren, was das Klingeln erzeugt. Der Transformator reduziert die Netzspannung auf ein sicheres Niveau.
Praxisbezug: Anlasser im Auto
Die 12-V-Batterie eines Autos treibt einen großen Strom durch den Anlassermotor. Der Widerstand des Motors ist sehr gering (ca. 0,1 Ω), also nach dem Ohmschen Gesetz: I = V/R = 12/0,1 = 120 A — ein riesiger Stromstoß für einige Sekunden. Deshalb müssen Anlasserkabel sehr dick sein, um sie nicht zu überhitzen.
Übungsaufgaben
Ein Widerstand von 20 Ω wird von 4 A durchflossen. Wie groß ist die Spannung daran?
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Die Spannung an einer Lampe beträgt 12 V, ihr Widerstand ist 6 Ω. Bestimme die Stromstärke.
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Was ist in einer Parallelschaltung an jedem Zweig gleich: Stromstärke oder Spannung?