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6 Elektrizitätslehre
von der Form, aber auch von der Temperatur
ab. Der Widerstand eines Metalls steigt mit der
Temperatur, weil die Schwingungen der Atomrümpfe stärker werden. Der Widerstand in einem Elektrolyt sinkt dagegen mit der Temperatur, weil die Teilchen beweglicher werden.
6.3.2 Ohm‘sches Gesetz
In einem Stromkreis mit einer Spannungsquelle treibt die Spannung U den Strom I gegen
den Widerstand R an: U = R ∙ I
Merke!
Übrigens ...
Die technische Stromrichtung von + nach – stammt
aus einer Zeit, als noch
nicht bekannt war, dass
Elektronen, also negativ
geladene Teilchen, für die
Stromleitung in Metallen sorgen.
6.3.3 Serienschaltung
Bei einer Serienschaltung (Reihenschaltung)
werden zwei Widerstände hintereinander geschaltet.
U = RI ist ein schweizer Kanton.
R1
6
Abbildung 14 zeigt einen typischen Schaltplan
für einen Stromkreis. Der Strom fließt von der
positiven zur negativen Elektrode der Spannungsquelle (technische Stromrichtung). Ein
Bauteil (kurz: ein Widerstand) setzt dem Strom
Widerstand entgegen, der Widerstand der Kabel ist viel kleiner und wird vernachlässigt. Ein
in Serie geschaltetes Ampèremeter misst die
elektrische Stromstärke, die an jedem Punkt
des Stromkreises gleich ist (kein Leck, kein
Stau, keine Lücke). Ein parallel zum Widerstand geschaltetes Voltmeter misst die Spannung, also die Potenzialdifferenz zwischen einem Punkt vor dem Widerstand und einem
Punkt nach dem Widerstand. Sie fällt an dem
Widerstand ab.
- +
V
A
A
= Amperemeter
V
= Voltmeter
R
= Widerstand
R
Abb. 14: Stromkreis mit Spannungsquelle, Widerstand und Messgeräten
medi-learn.de/6-phy-14
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R2
Abb. 15: Serienschaltung/Reihenschaltung von zwei
Widerständen
medi-learn.de/6-phy-15
Da alle Ladungsträger denselben Weg nehmen, ist die Stromstärke durch den ersten
Widerstand genauso groß wie die durch den
zweiten Widerstand: Igesamt = I1 = I2
Am ersten Widerstand fällt ein Teil der Spannung ab (U1), am zweiten Widerstand der Rest
(U2). Die Summe der beiden Spannungen ist
die insgesamt abfallende Spannung:
Ugesamt = U1 + U2
Ein Ersatzwiderstand, der zu denselben Werten
für Igesamt und Ugesamt führen würde, müsste so
groß sein wie beide Widerstände zusammen:
Rgesamt = R1 + R2
6.3.4 Parallelschaltung
Bei einer Parallelschaltung können die Ladungsträger zwischen zwei alternativen Wegen wählen.
Die Spannung ist überall gleich (du kannst das
Voltmeter z. B. an den Verzweigungspunkten
anschließen): Ugesamt = U1 = U2