Elektrische Grundgrößen

Stromstärke und Spannung

• Die Stromstärke \(I\) gibt an, wie viel Ladung pro Sekunde durch den Leiter fließt: \(I = \frac{Q}{t}\); Einheit Ampere (\(\mathrm{A}\)). Ladung \(Q\) in Coulomb (\(1\,\mathrm{C} = 1\,\mathrm{As}\)).
• Die Spannung \(U\) beschreibt den „Antrieb“ der Quelle (Energie pro Ladung); Einheit Volt (\(\mathrm{V}\)). Batterie \(1{,}5\,\mathrm{V}\), Autobatterie \(12\,\mathrm{V}\), Steckdose \(230\,\mathrm{V}\).
• Messen: Amperemeter in Reihe (der Strom fließt hindurch), Voltmeter parallel zum Bauteil.
• Wasser-Analogie: Stromstärke ≙ Wassermenge pro Sekunde, Spannung ≙ Pumpendruck bzw. Höhenunterschied.
• Knotenregel: An jeder Verzweigung ist die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden – Ladung geht nicht verloren.

1. Durch eine Lampe fließen in \(5\,\mathrm{min}\) \(90\,\mathrm{C}\). Berechne die Stromstärke.
   Lösung

   \(I = \frac{90\,\mathrm{C}}{300\,\mathrm{s}} = 0{,}3\,\mathrm{A}\).
2. In einen Knoten fließen \(0{,}8\,\mathrm{A}\) hinein; in einem abgehenden Zweig fließen \(0{,}3\,\mathrm{A}\). Wie groß ist der Strom im zweiten Zweig?
   Lösung

   \(0{,}8 - 0{,}3 = 0{,}5\,\mathrm{A}\) (Knotenregel).
3. Skizziere, wie man Stromstärke durch eine Lampe und Spannung an ihr gleichzeitig misst.
   Lösung

   Amperemeter in Reihe vor die Lampe, Voltmeter parallel zur Lampe anschließen.

1. Vergleiche die Wasser-Analogie mit dem echten Stromkreis: Wo passt sie gut, wo führt sie in die Irre? Erstelle eine Tabelle.