Der elektrische Stromkreis
Das lernst du
- Ich zeichne einen einfachen Stromkreis mit Schaltzeichen.
- Ich unterscheide Leiter und Nichtleiter.
- Ich messe die Stromstärke und beschreibe, was sie angibt.
- Ich messe die Spannung und beschreibe, was sie angibt.
- Ich untersuche den Zusammenhang von U und I (Ohmsches Gesetz).
- Ich berechne Größen mit dem Ohmschen Gesetz.
- Ich untersuche die Reihenschaltung.
- Ich untersuche die Parallelschaltung.
- Ich berechne elektrische Leistung und Energie.
- Ich beurteile den Stromverbrauch von Geräten zu Hause.
- Ich übe gemischte Aufgaben.
Merksätze
Strom fließt nur im geschlossenen Kreis: von der Quelle durch das Bauteil und zurück.
Metalle leiten, weil sich in ihnen Elektronen frei bewegen können.
Kunststoff und Holz nicht.
Die Stromstärke sagt, wie viel Ladung je Sekunde fließt.
Gemessen wird sie mit dem Amperemeter in Reihe, mitten im Kreis.
Der Antrieb für den Strom. Gemessen wird mit dem Voltmeter PARALLEL, also daneben.
Doppelte Spannung heißt doppelter Strom.
Der Quotient U : I bleibt gleich – das ist der Widerstand.
U = R · I. Wer R sucht, teilt durch I; wer I sucht, teilt durch R.
Ein Weg für alle: überall derselbe Strom, die Spannungen addieren sich.
Widerstände addieren sich auch.
Mehrere Wege: an jedem Zweig dieselbe Spannung, die Ströme addieren sich.
Der Gesamtwiderstand wird kleiner.
P = U · I, gemessen in Watt.
Energie ist Leistung mal Zeit: 1 kWh = 1000 W eine Stunde lang.
Der Zähler misst kWh. Ein Wasserkocher mit 2000 W braucht in einer halben Stunde 1 kWh.
Selbst abfragen
Tippen dreht um, Wischen blättert.Leertaste dreht um, Pfeiltasten blättern.
So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart
Rechne um: 1,5 km = ? m
- 1 km = 1000 m
- 1,5 · 1000 = 1500
- 1,5 km = 1500 m
Ergebnis: 1500 m
Rechne um: 2 min = ? s
- 1 min = 60 s
- 2 · 60 = 120
- 2 min = 120 s
Ergebnis: 120 s
Eine Lampe hängt an einer Batterie mit 3 V. Du willst die Spannung an der Lampe messen. Wie schaltest du das Voltmeter? Begründe.
- Spannung ist ein Unterschied zwischen zwei Punkten.
- Das Voltmeter vergleicht die beiden Anschlüsse des Bauteils.
- Also: Voltmeter parallel zum Bauteil.
Ergebnis: parallel, an beide Anschlüsse des Bauteils
Durch einen Ventilator fließt 4 s lang ein Strom von 0,1 A. Wie viel Ladung fließt hindurch? Berechne mit Einheit.
- Q = I · t, und 1 A · 1 s = 1 As = 1 Coulomb
- Q = 0,1 A · 4 s
- Q = 0,4 As = 0,4 C
Ergebnis: 0,4 C
Typische Fehler – so sieht es falsch aus, so richtig
U = 12 V, I = 3 A, R gesucht: R = 12 · 3 = 36 Ω
U = R · I | : I → R = 12 V : 3 A = 4 Ω
U = R · I. Nach R suchen heißt durch I teilen, nach I suchen durch R.
Zwei Lämpchen in Reihe: an jedem liegen die vollen 12 V
Reihe: 12 V teilen sich auf → 6 V je Lämpchen. Parallel: 12 V an jedem
Reihe: ein Weg, gleicher Strom. Parallel: mehrere Wege, gleiche Spannung.
2000 W · 3 h = 6000 kWh
2000 W = 2 kW, 2 kW · 3 h = 6 kWh (nicht 6000)
Erst W in kW (durch 1000), dann mal Stunden. Sonst ist das Ergebnis um Faktor 1000 daneben.
Amperemeter parallel zum Lämpchen angeschlossen
Amperemeter in Reihe → der Strom muss hindurch. Voltmeter parallel → daneben
Amperemeter in Reihe (der Strom muss hindurch), Voltmeter parallel (daneben).
Weiter lesen und ausprobieren – auf fremden Seiten
- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): Stromkreise bauen (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
- PhET-Simulation (University of Colorado Boulder): Wellen auf einer Schnur (CC BY-NC 4.0 – nur verlinkt)
Zum Ausdrucken: Drucken-Befehl des Browsers – die Seite ist dafür gebaut. Üben geht am Handy über den Code deiner Klasse, nicht hier.