04.09.2017



   

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Die Grundlagen der Elektrizität

Strom - Spannung - Widerstand - Leistung

In der Presse werden vielfach falsche Begriffe verwendet. Da wird beispielsweise von "einem Strom von 230 Volt " gesprochen
Wie soll man da eigentlich noch den Durchblick behalten?

Also: Hier die (kurze) Einführung.

Ich vergleiche die Elektrizität hier mal kurz mit einer Wasserleitung.

Spannung: Dies ist der Druck, welcher den (Wasser-) Strom durch die Leitung (das Rohr) drückt. Dabei stellt die Leitung für den Strom einen Widerstand dar.
So, das war's. Ganz einfach, oder? Jetzt noch in der Übersicht:

Elektrizität Wasser
Spannung Druck
Strom Durchflussmenge
Widerstand Leitungsquerschnitt

Der Strom ist also im ganzen Stromkreis gleich, sonst hätten wir ja irgendwo ein Leck. Die Spannung nimmt dagegen laufend ab und beträgt am Ende 0 Volt.

Somit wird klar, wie sich die drei Einheiten zueinander verhalten.

Zwei Beispiele:

Höhere Spannung = höherer Druck = grösserer Strom
Grösserer Widerstand = kleinerer Rohrdurchmesser = kleinerer Strom

Jede Einheit hat ihr Formelzeichen und ihr Symbol:

Einheit Formelzeichen Einheit Abkürzung (Symbol)
Spannung U Volt V
Strom I Ampere A
Widerstand R Ohm (Omega)

Mit diesem Wissen verstehen wir auch das Ohmsche Gesetz. Dieses stellt diese drei Einheit in einem definierten Verhältnis zueinander:

U
R  =  -----
I

Also: Der Widerstand R ist gleich der Spannung U geteilt durch den Strom I
Dank den SI-Einheiten (System International) können wir immer volle Einheiten nehmen und erhalten als Ergebnis wieder volle Einheiten.

Beispiel:

Bei einer Spannung von 20 Volt fliesst ein Strom von 100 mA (Milliampére, Tausendstel Ampere, also hier 0,1 Ampere). Wie gross ist der Widerstand?

R = U / I   also   20 V / 0,1 A = 200

 

Leistung

Die Leistung (Formelzeichen P von englisch Power) wird in Watt (W) angegeben. Während der Strom in einem Stromkreis immer gleich ist (der Strom fliesst von der Stromquelle zum Verbraucher und wieder zurück), ist die Leistung die Einheit welche im Verbraucher (Lampe, Motor, Widerstand etc.) "verbraucht" wird. Verbraucht ist eigentlich falsch, da Energie NIE verbraucht wird, sie wird immer nur umgewandelt. Elektrische Energie wird z.B. in einer Glühlampe in (wenig) Lichtenergie und (viel) Wärmeenergie umgewandelt.

Für uns Modellbahner ist die Leistung deshalb wichtig, weil wir wissen müssen, wie viele Loks, Lämpchen, Spulen etc. wir an einem Transformator (Trafo) anschliessen dürfen, ohne diesen zu überlasten.

Die Leistung errechnet sich aus der Spannung U in Volt und dem Strom I in Ampere.

Bei rein ohmscher Last, also z.B. bei Glühlampen, ist die Gleichung:

Spannung U multipliziert mit Strom I ergibt Leistung P korrekt.

P = U x I               und wieder mit Einheiten:  Watt W = Volt V x Ampere A 

Vereinfachen wir das ganze und vergessen den Cosinus Phi, dann reicht für uns die Aussage:

Volt mal Ampere gleich Volt-Ampére gleich VA und für uns gleich Watt W.

Hat also ein Trafo eine Leistung von 72 VA und eine Sekundär-Spannung (=Ausgangsspannung) von 20 Volt, dann können wir diesem Trafo 72 VA geteilt durch 20 V = 3,6 A(mpére) entlocken.

 

 

Hinweis: Auf allen meinen Seiten ist vom technischen Stromfluss die Rede, nicht vom physikalischen Stromfluss.

     

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Letzte Änderung:

30.03.2002
04.09.2017

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