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Elektrischer Stromkreis

Wenn an elektrischen Strom gedacht wird, kommt einem häufig eine Glühbirne, ein Stromkabel oder eine Batterie bzw. die Steckdose in den Sinn. Aus diesen Komponenten besteht auch der "einfache" Stromkreis. Genauer gesagt sind das:

  • eine Spannungs-/ "Strom"quelle

  • eine Leitung

  • ein Verbraucher

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Man unterscheidet zwischen einem geschlossenen und offenen Stromkreis.

Offener Stromkreis

Beim offenen Stromkreis fließt kein Strom. In Abbildung 1 und 2 ist ein solcher Stromkreis dargestellt. Die Leitung ist unterbrochen und somit leuchtet die Glühlampe nicht.

Geschlossener Stromkreis

Hier dagegen leuchtet die Glühbirne. Von der Stromquelle aus kann der Strom zum Verbraucher hin und auf einem anderen Weg zurück fließen.

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Bestandteile

Stromquelle

Leiter

Verbraucher

Die Stromquelle liefert dem Kreis Energie in Form von elektrischem Strom. Dabei liegt eine bestimmte Spannung an, die unabhängig vom Verbraucher ist. Typische Strom/Spannungsquellen:

  • Netzspannung

  • Akkumulatoren

  • Batterien

  • Generator

Als Leiter werden häufig leitende Metalle in Form von Drähten genutzt. Da Kupfer eine gute Leitfähigkeit besitzt, findet es viele Anwendungen. Weitere Leiter sind z. B.

  • Eisen

  • Aluminium

  • Graphit

  • Salzlösungen

  • Neon

Z. B. Lampen, die elektrische Energie in Licht- und Wärmeenergie überführen, oder Motoren, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln, zählen zu den elektrischen Verbrauchern. Sie besitzen einen Widerstand, was die Stromstärke beeinflusst. Einige Beispiele:

  • Glühlampe

  • Ohm'scher Widerstand

  • Mobilfunkgerät

  • allgemein elektrische Geräte

VorsichtGefahren des elektrischen Stroms

Elektrischer Strom kann lebensgefährlich sein. Man sollte bereits ab 25V Spannung Vorsichtsmaßnahmen ergreifen.

Auch Flüssigkeiten und Gase können Strom leiten.

Modellhafter Vergleich

Die Vorgänge in einem elektrischen Stromkreis sind vergleichbar so wie im Wasserkreislauf. Beachte, dass dies nur ein Modell ist, das zum Verstehen der physikalischen Eigenschaften dient.

Wasserkreislauf

Elektrischer Stromkreis

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  • Die Wasserteilchen werden von der Wasserpumpe angetrieben und es entsteht ein Überschuss an Teilchen. Diese wandern zur Turbine und bringen sie zum Rotieren.

  • Die Energie der Pumpe wurde an die Turbine übertragen.

  • Die Wasserteilchen müssen dennoch unten wieder zurück, damit der Kreislauf bestehen bleibt.

  • Falls das Ventil geschlossen ist, wird der Kreislauf unterbrochen.

  • Die Spannungsquelle entspricht der Wasserpumpe. Hier entsteht somit ein Elektronenüberschuss (Minuspol). Daher wandern die Elektronen Richtung Verbraucher.

  • Die Energie aus der Spannungsquelle wird an den Verbraucher übertragen.

  • Die Elektronen müssen wieder zum Pluspol, um den Stromkreis zu erhalten.

  • Falls der Schalter offen ist, fließt kein Strom.

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Quellen

    • Alle Abbildungen: Eigene Darstellung

    Dieses Werk steht unter der freien Lizenz
    CC BY-SA 4.0 → Was bedeutet das?