Grundlagen der Elektrotechnik: Spannung und Strom

Spannung: Die elektrische Spannung gibt an, wie viel Energie ein Generator pro Coulomb Ladung bereitstellt, um den Stromkreis zu durchlaufen. Sie wird mit dem Buchstaben V dargestellt und in der Einheit Volt gemessen.

Ein Volt (V) entspricht einem Joule pro Coulomb. Das bedeutet beispielsweise, dass ein Generator mit 220 Volt jedem Coulomb an Ladung eine Energie von 220 Joule bereitstellt.
1 Volt = 1 Joule / 1 Coulomb

Stromstärke: Die Intensität eines elektrischen Stroms wird als die Menge der elektrischen Ladung definiert, die in einer bestimmten Zeitspanne durch einen Querschnitt eines Leiters fließt. Diese Größe wird durch den Buchstaben I dargestellt und in Ampere gemessen.

Ein Ampere (A) entspricht einem Coulomb pro Sekunde.
1 Ampere = 1 Coulomb / 1 Sekunde

Widerstand: Der elektrische Widerstand beschreibt die Eigenschaft eines Materials, den Stromdurchgang zu behindern oder zu ermöglichen. Er wird mit einem Ohmmeter gemessen und in der Einheit Ohm angegeben.

Einen Widerstand von einem Ohm weist ein Leiter auf, durch den ein elektrischer Strom von einem Ampere fließt, wenn die anliegende Spannung ein Volt beträgt.

Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC): Elektrische Energie aus Batterien und Akkumulatoren fließt immer in die gleiche Richtung, vom negativen zum positiven Pol (Gleichstrom). Im Gegensatz dazu ändert der Strom aus dem öffentlichen Stromnetz seine Richtung 100-mal pro Sekunde (Wechselstrom). Der Unterschied liegt in der Erzeugungsart: Gleichstrom entsteht durch chemische Reaktionen in Batterien, während Wechselstrom durch elektromagnetische Induktion erzeugt wird.

Generatoren: Dies sind Geräte zur Erzeugung von Wechselstrom. Ein einfacher Generator besteht aus einem Magneten und einer Spule. Alle Generatoren bestehen aus zwei Hauptelementen: dem Rotor (ein Magnet oder Elektromagnet) und dem Anker (die Spule, die an einen äußeren Stromkreis angeschlossen ist). Die Drahtenden der Spule sind mit sogenannten Schleifringen verbunden, die über Bürsten den Strom abgreifen, während sich die Spule frei drehen kann.