Grundlagen der Elektrizität: Spannung, Strom, Widerstand & mehr

Grundlagen der Elektrizität

Die Energie, mit der ein Generator Elektronen durch eine Schaltung bewegt, wird als Spannung bezeichnet.

Die elektrische Stromstärke ist die Anzahl der elektrischen Ladungen, die pro Zeiteinheit durch den Stromkreis fließen.

Der Widerstand von Materialien gegen den elektrischen Strom wird in Ohm gemessen.

Leistung ist eine wichtige Eigenschaft eines Verbrauchers. Sie gibt an, wie schnell eine Maschine ihre Aufgaben erledigen kann. Sie wird in Watt gemessen: P = V * I

Die elektrische Stromstärke, die durch einen Stromkreis fließt, ist proportional zur angelegten Spannung: I = U / R

Schaltungen

Wenn in einem Stromkreis die Elemente nacheinander verbunden sind, sodass der gleiche elektrische Strom durch sie fließt, spricht man von einer Reihenschaltung.

Wenn Elemente in einer Schaltung so verbunden sind, dass der Stromfluss sich an einem Verbindungspunkt aufteilt und sich nach den Elementen wieder vereint, spricht man von einer Parallelschaltung.

Wenn zwei Lampen parallel und eine in Reihe geschaltet sind, handelt es sich um eine gemischte Schaltung.

Messgeräte

Ein Voltmeter dient zur Messung der Spannung. Es hat zwei Anschlüsse, die an zwei Punkten der Schaltung angebracht werden.

Ein Amperemeter dient zur Messung der Stromstärke, die durch eine Schaltung fließt. Es wird in Reihe in die Mitte der Schaltung geschaltet.

Ein Ohmmeter dient zur Messung des elektrischen Widerstands einer Schaltung, eines Verbrauchers oder eines Widerstands.

Elektrotechniker verwenden oft ein Multimeter, um Spannung und Stromstärke zu messen.

Multimeter haben oft unterschiedliche Bereiche für die verschiedenen Messwerte. Als Voltmeter wird es parallel geschaltet, als Amperemeter in Reihe.

Effekte des elektrischen Stroms

In einer Schaltung können wir den Durchgang von elektrischem Strom nicht sehen, aber wir können seine Auswirkungen feststellen, z. B. thermische, magnetische, Licht-, akustische und dynamische Effekte.

Thermische Effekte

Thermische Effekte treten auf, wenn Strom lange fließt und Wärme erzeugt (Joule-Effekt). Beispiele sind Öfen, Toaster und elektrische Heizungen.

Leistungsschalter schützen vor den Folgen von Wärme in elektrischen Schaltungen. Ein Kurzschluss tritt auf, wenn der Strom einen Pol des Generators berührt, ohne einen Verbraucher zu passieren, was zu einer gefährlichen Wärmeentwicklung führt. Um dies zu vermeiden, werden Schutzelemente mit niedrigem Schmelzpunkt am Anfang der Installation angebracht.

Elektromagnetismus

Elektromagnetismus ist die Wissenschaft, die die Beziehung zwischen elektrischen Strömen und Magnetfeldern untersucht. Jeder stromdurchflossene Leiter erzeugt ein Magnetfeld.

Ein Elektromagnet ist ein Magnet, der nur vorübergehend magnetisch ist, wenn elektrischer Strom fließt. Er besteht aus einer Kupferspule und einem Eisenkern.

Ein elektromagnetischer Generator ist eine Maschine, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.

Elektromagnetische Induktion ist das Phänomen, bei dem die Bewegung eines Magneten in der Nähe einer Spule einen elektrischen Strom in der Spule erzeugt.

Ein Elektromotor ist eine Maschine, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt.