Der einfache Stromkreis
In dieser Lektion lernst du, welche Bauteile ein Stromkreis braucht und warum er geschlossen sein muss. Du erfährst, wie man Stromkreise mit Schaltzeichen zeichnet und was bei einem Kurzschluss passiert.
- Fach: Physik
- Klasse 8
- Thema: Elektrizität
- Dauer: 12 Min
- Niveau: Einfach
Warum muss ein Stromkreis geschlossen sein?
Ein Stromkreis ist ein Weg, auf dem sich Ladungsträger im Kreis bewegen können. Dazu brauchst du immer drei Dinge: eine Quelle, die die Ladungen antreibt, Leitungen, durch die sie sich bewegen, und einen Verbraucher, der die Energie nutzt. Fehlt eines davon, passiert nichts. Die Quelle ist zum Beispiel eine Batterie mit 1,5 V, der Verbraucher eine Lampe oder ein Motor.
Entscheidend ist, dass der Weg von einem Pol der Quelle bis zum anderen Pol vollständig geschlossen ist. Schon eine einzige Unterbrechung – ein geöffneter Schalter, ein gerissener Draht, ein durchgebrannter Glühdraht – stoppt den Strom im ganzen Kreis, nicht nur an der Stelle der Unterbrechung. Die Ladungsträger können nicht „vorne anfangen und hinten aufhören“, sie müssen rundherum.
Ein Kurzschluss ist der Gegenfall: Hier verbindet ein Draht die beiden Pole direkt, ohne Verbraucher dazwischen. Weil der Widerstand dieses Wegs fast null ist, wird die Stromstärke sehr groß, die Leitung heizt sich auf und die Quelle entlädt sich in Sekunden. Deshalb sitzen in jeder Hausinstallation Sicherungen, die den Kreis bei zu großer Stromstärke selbst unterbrechen.
Die drei Bestandteile und ihre Größen
Am Verbraucher lässt sich messen, wie stark der Strom fließt und wie viel Spannung dabei abfällt. Beide Größen hängen über den Widerstand des Verbrauchers zusammen – und genau diese Gleichung beschreibt, wie viel Strom ein geschlossener Kreis überhaupt durchlässt.
Ein typischer Fehler: Spannung und Stromstärke werden verwechselt. Die Spannung liegt an der Quelle an, auch wenn der Schalter offen ist. Stromstärke gibt es nur, wenn der Kreis wirklich geschlossen ist.
- I
- Stromstärke (in Ampere, A)
- U
- Spannung der Quelle (in Volt, V)
- R
- Widerstand des Verbrauchers (in Ohm, Ω)
Beispielrechnung
Ein Lämpchen mit einem Widerstand von 30 Ω wird an eine Batterie mit 4,5 V angeschlossen. Der Schalter ist geschlossen. Wie groß ist die Stromstärke im Kreis?
Gegeben:
- U4,5 V
- R30 Ω
Gesucht:
ILösung:
- IUR
- I4,5 V30 Ω
- I0,15 A
Im geschlossenen Stromkreis fließt eine Stromstärke von 0,15 A.
Jetzt bist du dran
Welche drei Bestandteile braucht jeder einfache Stromkreis mindestens?
Noch nicht. Ohne Quelle gibt es keinen Antrieb, ohne Leitung keinen Weg und ohne Verbraucher keine sinnvolle Nutzung der Energie. Schalter und Sicherung sind nützlich, aber nicht zwingend nötig.
Das Wichtigste in Kürze
- Jeder Stromkreis besteht aus Quelle, Leitung und Verbraucher.
- Strom fließt nur, wenn der Kreis vollständig geschlossen ist.
- Eine Unterbrechung an einer Stelle stoppt den Strom überall im Kreis.
- Beim Kurzschluss fehlt der Verbraucher: Die Stromstärke wird gefährlich groß.
- Spannung liegt auch bei offenem Schalter an – Stromstärke gibt es nur im geschlossenen Kreis.
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Das solltest du vorher können
- Energie und Energieformen
- Leiter und Nichtleiterin Arbeit