Strom, Spannung, Widerstand

1. Definitionen

Spannung U

Die Ursache für einen Stromfluß ist die elektrische Spannung. Elektrische Spannung entsteht durch Ladungstrennung. Eine Batterie oder ein Netzteil kann auch als Spannungsquelle bezeichnet werden.

Im Bild ist das Symbol einer Batterie dargestellt. Eine Batterie hat zwei Anschlüsse: Einen Pluspol und einen Minuspol. Zwischen den beiden Polen liegt die Spannung U1 an. Im Beispiel hat die Batterie eine Spannung von 5V. Spannung wird also immer zwischen zwei Punkten mit unterschiedlichem Potential gemessen.

Man sagt: "Spannung liegt an"

Formelzeichen: U
Einheit: [V] Volt

1mV    = 0.001V

10mV   = 0.01V

100mV  = 0.1V

1000mV = 1V

Strom I

Im nächsten Schritt wird ein Widerstand in an die Batterie angeschlossen. Durch den Widerstand ist der Stromkreis geschlossen und es fließt ein Strom I1.

Man sagt: "Es fließt ein Strom"

Formelzeichen: I
Einheit: [A] Ampere

1mA    = 0.001A

10mA   = 0.01A

100mA  = 0.1A

1000mA = 1A

Widerstand R

Ein passiver Zweipol bei dem der Quotient U/I konstant ist wird als ohmscher Widerstand R bezeichnet. Dieser Zusammenhang ist das ohmsche Gesetz.

Formelzeichen: R
Einheit: [Ω] Ohm.

1mΩ    = 0.001Ω

10mΩ   = 0.01Ω

100mΩ  = 0.1Ω

1000mΩ = 1Ω

2. Stromkreis

Damit ein Strom fließt muss der Stromkreis geschlossen sein. Im Bild ist ein einfacher Stromkreis mit einer Batterie, Schalter, Widerstand und LED dargestellt. Ist der SchalterSW1 geschlossen fließt der Strom vom Pluspol der Batterie über den Schalter durch Widerstand und LED zum Minuspol der Batterie. Hierbei spricht man von der "Technischen Stromrichtung". Der tatsächliche Fluß der Elektronen ist vom Minuspol der Batterie zum Pluspol der Batterie.

Beschreibung der Schaltung:
Der Schalter SW1 schliesst den Stromkreis. Es fließt ein Strom vom Pluspol der Batterie zum Minuspol. Der Widerstand R1 begrenzt den Strom der durch die Stromkreis fließt. Ohne Widerstand würde die die LED wie ein Kurschluss wirken und durch einen zu hohen Strom zerstört werden. Dies genügt vorerst zum Verstehen der Schaltung. Die Berechnung eine Widerstands-LED-Kombination wird später erklärt.

3. Ohmsches Gesetz

Ein passiver Zweipol bei dem der Quotient U/I konstant ist wird als ohmscher Widerstand R bezeichnet. Dieser Zusammenhang ist das ohmsche Gesetz. Aus zwei bekannten Größen lässt sich durch Umstellung der Formel die dritte Größe berechnen.

R: Widerstand
U: Spannung
I: Strom