Spannung und Stromstärke
In dieser Lektion lernst du, was Spannung und Stromstärke wirklich bedeuten und wie sie sich unterscheiden. Du erfährst, wie man beide Größen richtig misst und was die Einheiten Volt und Ampere aussagen.
- Fach: Physik
- Klasse 8
- Thema: Elektrizität
- Dauer: 14 Min
- Niveau: Einfach
Zwei Größen, die leicht verwechselt werden
Die Spannung U beschreibt, wie stark eine Quelle die Ladungsträger antreibt. Sie ist ein Unterschied zwischen zwei Punkten: zwischen Plus- und Minuspol einer Batterie oder zwischen den beiden Anschlüssen einer Lampe. Deshalb sagt man immer „die Spannung zwischen zwei Punkten“. Gemessen wird sie in Volt (V). Eine Mignonzelle liefert 1,5 V, eine Haushaltssteckdose 230 V.
Die Stromstärke I beschreibt dagegen, wie viel Ladung pro Sekunde durch einen Querschnitt der Leitung wandert. Sie ist eine Durchfluss-Größe und wird in Ampere (A) gemessen. 1 A bedeutet, dass pro Sekunde die Ladung 1 C durch die Leitung fließt. Ein Handy-Ladegerät zieht etwa 1 A, ein Wasserkocher rund 9 A.
Genau hier liegt der häufigste Fehler: Viele schreiben „der Strom im Kabel ist 230 V“. Das ist falsch, denn 230 V ist eine Spannung. Merk dir den Unterschied am Messen. Ein Voltmeter schließt du parallel zum Bauteil an, also daneben, weil du einen Unterschied zwischen zwei Punkten bestimmst. Ein Amperemeter musst du in Reihe einbauen, also den Kreis auftrennen und das Gerät dazwischensetzen, weil der Strom hindurchfließen muss.
Stromstärke als Ladung pro Zeit
Die Definition der Stromstärke zeigt den Unterschied zur Spannung besonders deutlich: Stromstärke ist ein Verhältnis aus Ladung und Zeit. Je mehr Ladung in derselben Zeit durch die Leitung wandert, desto größer ist die Stromstärke.
Achte auf die Einheiten: 1 A = 1 C/s. Wenn in der Aufgabe Minuten stehen, musst du zuerst in Sekunden umrechnen, sonst ist das Ergebnis um den Faktor 60 falsch.
- I
- Stromstärke (in Ampere, A)
- Q
- transportierte Ladung (in Coulomb, C)
- t
- Zeit (in Sekunden, s)
Beispielrechnung
Durch den Glühdraht einer Lampe wandert in 2 Minuten die Ladung 36 C. Wie groß ist die Stromstärke?
Gegeben:
- Q36 C
- t2 min120 s
Gesucht:
ILösung:
- IQt
- I36 C120 s
- I0,3 C/s
- I0,3 A
Durch den Glühdraht fließt eine Stromstärke von 0,3 A.
Jetzt bist du dran
Welche Einheit hat die elektrische Spannung?
Noch nicht. Die Spannung wird in Volt (V) gemessen. Ampere ist die Einheit der Stromstärke, Coulomb die der Ladung.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Spannung U in Volt gibt an, wie stark die Ladungen angetrieben werden.
- Die Stromstärke I in Ampere gibt an, wie viel Ladung pro Sekunde fließt.
- Es gilt I = Q/t, also 1 A = 1 C/s.
- Spannung wird parallel gemessen, Stromstärke in Reihe.
- Typischer Fehler: 230 V ist eine Spannung, keine Stromstärke.
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Das solltest du vorher können
- Der einfache Stromkreis
- Leiter und Nichtleiterin Arbeit