25 6.2.2 Stromstärke - Medi

6.2.2 Stromstärke
zwischen zwei Orten unterschiedlich, herrscht
zwischen diesen Orten eine elektrische Spannung. Die Spannung wird in der Einheit Volt
(abgekürzt V) gemessen.
Da Ladungen einen möglichst geringen Energiegehalt anstreben, möchten sie sich zum
Ort des geringeren Potenzials bewegen. Eine
Spannung ist also die Ursache für elektrischen
Stromfluß. Misst du zwischen zwei Punkten
keine Spannung, fließt auch kein Strom.
Merke!
In einem geschlossenen Stromkreis ist die
­Summe aller Spannungen null.
6.2.2 Stromstärke
Die elektrische Stromstärke gibt an, wie viel
­Ladung pro Zeit t an einem Ort „vorbeikommt“:
I=
Q
t
[I] = A (Ampère)
6.2.3 Stromdichte
Die Stromdichte ist definiert als Stromstärke I
geteilt durch die Querschnittsfläche A des
­Leiters:
j=
I
A
[j] =
A
m2
Im Physikum wird gerne nach
der Stromdichte flächenhafter
Elektroden gefragt.
6.2.4 Leistung und Arbeit
Die elektrische Leistung P ist das Produkt von
Spannung U und Stromstärke I: P = U ∙ I
[P] = V ∙ A = W (Watt)
Aus dem Kapitel 2 weißt du schon, dass Leistung auch Arbeit pro Zeit t ist. Die elektrische
Arbeit ist also: Wel = P ∙ t = U ∙ I ∙ t
Setzt du in dieser Formel für I das ohmsche
Gesetz ein (siehe unten), erhältst du:
Wel =
U2
∙t
R
Halbierst du die Spannung, sinkt die Leistung
also auf ein Viertel. Deshalb gibt ein europäischer (nicht Reise-)Fön in den USA auch nur
ein laues Lüftchen ab …
6.3
Gleichstromkreise mit Widerständen
6
Ladungsträger können sich nicht ohne Reibung durch ein Medium bewegen. In Metallen z. B. stoßen die Elektronen immer wieder
mit den Atomrümpfen zusammen und werden
dadurch aufgehalten.
6.3.1 Widerstand und Leitfähigkeit
Der Widerstand R eines elektronischen Bauteils zeigt, wie stark es den Stromfluss „behindert“. Er wird in der Einheit Ohm (abgekürzt
Ω) gemessen. Der Kehrwert des Widerstands
heißt Leitwert :
G=
1
R
[G] =
1
= S (Siemens)
Ω
Je größer der Leitwert ist, desto leichter bewegen sich die Ladungsträger durch das Bauteil.
Der Widerstand eines elektronischen Bauteils
(auch ein Kabel ist schon ein Bauteil!) hängt
u. a. vom Material (spezifischer Widerstand),
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