Gleichstromkreis
Lernziele
- Sie kennen die Elemente, die zu einem einfachen Stromkreis gehören, und wissen vorauf Sie achten müssen, dass ein Lämpchen leuchtet
- Sie wissen, wie die elektrische Stromstärke definiert ist, und kennen die technische Stromrichtung
- Zudem ist Ihnen klar, weshalb das Wort «Stromverbrauch» unsinnig ist, und Sie kennen die korrekte Formulierung
Der einfache Stromkreis
Versuchen Sie mit der PhET-App und den nebenan abgebildeten Elementen (Draht, Batterie, Glühlampe und Schlater) einen Stromkreis zu bilden, und zwar so, dass die Lampe leuchtet, wenn der Schalter betätigt wird.
Elektrische Leiter
Nun können Sie testen, welche Stoffe den elektrischen Strom leiten und welche nicht. Entfernen Sie in der PhET-App den Schalter und setzten Sie nacheinander folgende Elemente ein:
- Geldschein
- Büroklammer
- Münze
- Radierer
- Hand
- Hund
- Stift
Frage
Welche Stoffe leiten den elektrischen Strom? Sie werden Leiter genannt. Schlecht leitende Stoffe, nennt man Isolatoren.
Der elektrische Strom
Def.: Bewegte Ladungsträger bezeichnet man als elektrischen Strom.
Für die Stromrichtung wird nicht die real beobachtete Fliessrichtung der Elektronen gewählt, sondern die Fliessrichtung (gedachter) positiver Ladungsträger. Der sog. technische Strom (ab und zu als konventioneller Strom bezeichnet) fliesst von Plus nach Minus.
Die Stromstärke $I$ gibt die Ladung an, die pro Zeitspanne an einer bestimmten Stelle durch einen Leiter fliesst:
$$I=\frac{\Delta q}{\Delta t}\;\;\;\;\;\textrm{mit der Einheit}\;[I]=1\frac{\textrm{C}}{\textrm{s}}=1\textrm{A (Ampere)}$$
Bei Gleichstrom fliessen die Ladungsträger (meist Elektronen) immer in die gleiche Richtung. Bei Wechselstrom ändert die Fliessrichtung periodisch. Batterien liefern Gleichstrom, die Steckdose Wechselstrom.
Frage
Wird Strom verbraucht?
Bauen Sie zur Beantwortung dieser Frage nebenstehende Schaltung in der PhET-App unten nach. Die Strommessgeräte werden auch Ampere-Meter genannt.
Welche Werte lesen Sie bei den Messgeräten vor und nach der Glühlampe ab?
Was schliessen Sie daraus?