Stromkreis

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In der Elektrotechnik lassen sich sämtliche Prozesse letztendlich mit Hilfe des Grundprinzips, dem einfachen Stromkreis, erklären: Es gibt eine Funktionseinheit, welche die Spannung für die Schaltung zur Verfügung stellt. Diese Funktion, eine Spannung für eine Schaltung zur Verfügung zu stellen, übernehmen z.B. die folgenden Komponenten: Spannungsquelle, Stromquelle, Generator, Akkumulator (Akku), Netzteil oder die Batterie. In Abb. 1 wird diese Funktion von einer Batterie übernommen.

Das Ziel einer elektrotechnischen Schaltung ist meistens, irgendein Gerät zu betreiben. In diesem Fall ist es eine Lampe, die zum Leuchten gebracht werden soll. Um die Lampe mit Spannung zu versorgen, müssen die Anschlüsse der Lampe mit den Anschlüssen der Spannungsquelle verbunden werden. Diese Funktion wird durch sogenannte Leitungen oder Leiter übernommen. In Abb. 1 wird diese Funktion von Kupferdrähten (Cu-Leitungen)übernommen.

Damit der Stromkreis geschlossen und wieder geöffnet werden kann, ist eine Funktionseinheit erforderlich, die eine Leitungstrennung ohne Schwierigkeiten und ohne Gefahren für den Benutzer durchführen kann. Diese Funktion der Leitungstrennung kann von einem Taster, einem Schalter, einem Jumper oder einer Leiterbrücke übernommen werden. In Abb. 1 wird diese Funktion von zwei Kupferleitungen (Cu-Leitungen) übernommen, die entweder miteinander verbunden oder aufgetrennt sind.

Schließlich muss es in einem elektrotechnischen Stromkreis einen „Verbraucher“ geben, der betrieben, angesteuert oder für irgendeine andere elektrotechnische Funktion verwendet wird. In unserem Fall (Abb. 1) ist das eine Lampe, die zum Leuchten gebracht werden soll. Auch wenn umgangssprachlich immer von einem „Verbraucher“ gesprochen wird, ist dieser Ausdruck elektrotechnisch falsch. Die Lampe verbraucht nämlich keine Energie, sie wandelt lediglich elektrische Energie in Wärmeenergie und Lichtenergie um. Fachlich korrekt ausgedrückt muss man also sagen, die Lampe ist ein Energiewandler.

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Wird der Schalter betätigt, wird der Pluspol der Batterie mit einem Anschluss der Lampe verbunden. Da der Minuspol der Batterie in Abb. 2 dauerhaft an der Lampe angeschlossen ist, fließt beim Betätigen des Schalters ein Strom. Es entsteht ein geschlossener Stromkreis. Man sagt: An der Lampe liegt eine Spannung an und durch den Lampendraht fließt dann zwischen Pluspol und Minuspol der Batterie ein Strom. Die Bezeichnungen und Schaltsymbole für elektrotechnische Funktionseinheiten (Bauteile) sind genormt (festgelegt). Die folgende Grafik zeigt die normgerechte Darstellung dieses Stromkreises: G steht dabei für Generator, Q für den Schalter, I für den Strom und E für die Lampe. Die drei Kästen machen deutlich, dass Energie zur Verfügung gestellt werden muss, dass sie dann transportiert und schließlich umgewandelt wird.

Experimente und Übungsaufgaben

Weblinks

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0201021.htm
http://www.elektrotechnik-fachwissen.de/grundlagen/stromkreis.php
http://www.supra.grundschuldidaktik.uni-bamberg.de/lernfeld-natur-und-technik/elektrizitaet/einheit-2a-der-einfache-stromkreis.html