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Technik, die Elektrizität

Grundlagen der Elektrik

Hier werden technische Grundlagen für den Laien verständlich erklärt!
Auf detaillierte Erklärungen zu komplexen Zusammenhängen wurde bewusst verzichtet.

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Was ist elektrischer Strom?

Elektrischer Strom ist der Fluss von freien Elektronen!
Um das zu verstehen, muss man sich etwas mit Atomen beschäftigen. Jeder Atomkern besitzt   mehr oder weniger viele Elektronen, die um ihn kreisen.
Atom

Manche Atome haben jedoch mehr Elektronen als sie unbedingt benötigen, so genannte "Freie Elektronen". Stoffe, die aus diesen Atomen bestehen, sind elektrische Leiter.
Andere Atome brauchen alle Elektronen, die um sie kreisen, und rücken keins raus. Stoffe aus diesen Atomen sind elektrische Nichtleiter.
Die Umlaufbahnen der Elektronen werden auch Schalen genannt.

Herrscht in einem Stromkreis nun an einem Ende Elektronenmangel oder Überschuss, versuchen die Teilchen ein Gleichgewicht herzustellen, indem die freien Elektronen von Atomkern zu Atomkern hüpfen. Ein elektrischer Strom fliesst!

Eine Glühbirne brennt, weil sich die Elektronen durch einen dünnen gewickelten Draht quetschen müssen und dieser -bei dem Gedränge- anfängt zu glühen.


Grafik Strom Grundeinheiten


Der Wasserdruck oben im Trichter, der auf das Rohr wirkt,  wäre die elektrische Spannung.

Eine Beule im Rohr, die den Durchfluss begrenzt,  wäre der elektrische Widerstand.

Die gesamte Wasserdurchflussmenge, wäre die elektrische Stromstärke.


Die Elektrische Spannung

Die elektrische Spannung ist also der Druck, mit dem die Elektronen durch die Leiter gedrückt werden. Die Masseinheit ist Volt (U) . Ein Messinstrument (Voltmeter) wird parallel angeschlossen.

Elektrischer Widerstand


Der elektrische Widerstand ist die Kraft, die den Elektronen im Fluss entgegenwirkt. Dies sind schon die Stromkabel, die einen gewissen Widerstand besitzen und natürlich auch Verbraucher wie Glühbirnen, Elektromotoren usw. usw. Die Masseinheit ist Ohm (R). Ein Messinstrument (Ohmmeter) wird an beiden Enden des zu messenden Widerstandes parallel angeschlossen.

Elektrische Stromstärke


Die Elektrische Stromstärke ist der tatsächlich fliessende Strom. Die Masseinheit ist
Ampere (I). Ein Messinstrument (Amperemeter) wird in Reihe angeschlossen.

Daraus ergibt sich dann folgende mathematische Abhängigkeit:


U (Spannung)  = R (Widerstand)  X   I (Stromstärke)

(Das Ohm'sche Gesetz)



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