Grundwissen Spannung und Stromstärke

1. Größen und Einheiten

Größe	Formelzeichen	Einheit	Messgerät	Bedeutung
Spannung	U	Volt, 1 V	Spannungsmesser	Ist ein Maß für den Unterschied zwischen Elektronenüberschuss (negativer Pol) und Elektronenmangel (positiver Pol).
Stromstärke	I	Ampere, 1 A	Strommesser	Ist ein Maß für die Anzahl der Elektonen, die pro Sekunde durch den Querschnitt des Leiters fließen.
Widerstand	R	Ohm,	Widerstandsmesser	Ist ein Maß für die Behinderung des Stromes.

2. Formeln und Gesetze

Ohmsches Gesetz		Bei konstanter Temperatur sind in einem Leiter Spannung und Stromstärke zueinader proportional.
Widerstandsdefinition		Der Proportionalitätsfaktor zum Ohmschen Gesetz wird als Widerstand bezeichnet.
Stromstärke		Je mehr Elektronen je Zeit durch den Querschnitt eines Leiters fließen, um so größer ist der Strom.

3. Zusammenhänge

Messgeräte:

Spannungsmesser: Der Spannungsmesser soll den Unterschied zwischen negativem und positivem Pol messen aber selber keinen Strom fließen lassen. Deshalb hat er einen sehr großen Innenwiderstand.
Er wird parallel zu den beiden Anschlüssen geschlossen

Strommesser: Der Strommesser soll den Strom messen, der durch eine Leitung fließt ohne ihn merklich zu behindern. Deshalb hat er einen sehr kleinen Innenwiderstand.
Er wird in Reihe in die Leitung eingeschaltet.

Stromkreis

Verbindet man den Plus- mit dem Minuspol einer Batterie fließen die Elektronen hemmungslos durch den Leiter: Kurzschluss.
Damit man den Strom nutzvoll arbeiten lassen kann, muss man ihn bremsen, also einen Widerstand in den Kreis einbauen. Der Widerstand begrenzt den Strom und wandelt dabei elektrische Energie in andere Energiearten um.

• Lampe: Licht- und Wärmeenergie
• Fön: Wärme- und mechanische Energie
• Herd: Wärmeenergie

Widerstand und Temperatur

In Metallen werden die fließenden Elektronen durch die schwingenden Metallatome gestört. Das ist der Widerstand.
Je wärmer das Metall wird, um so stärker schwingen die Atome und behindern die Elektronen mehr: Der Widerstand steigt.

Stromkreise

Erklärung	Schaltung
In einen einfachen Stromkreis ist der Strom an allen Stellen gleich. Die Lampe ist kein Stromverbraucher, sondern ein Energiewandler. I1 = I2
In einer Reihenschaltung von Widerständen ist der Strom an allen Stellen gleich. I1 = I2 = I3
In einer Reihenschaltung von Widerständen ist die Gesamtspannung an der Spannungsquelle so groß wie die Summe der Teilspannungen über den einzelnen Widerständen. U1 = U2 + U3
In einer Parallelschaltung von Widerständen ist der Gesamtstrom so groß wir die Summe der Teilströme. I1 = I2 + I3
In einer Parallelschaltung von Widerständen sind die Spannungen über den Widerständen und über der Spannungsquelle gleich groß. U1 = U2 = U3