45 Elektrizität und Magnetismus Welche Aufgaben haben die Bestandteile eines Stromkreises? In V2 hast du bemerkt, dass die Spannungsquelle, der Schalter und die Lampe an beiden Anschlüssen mit Stromleitungen (Kabeln) zu einem „geschlossenen Stromkreis“ zusammengesetzt werden müssen. Ist der Stromkreis aus V2 „offen“ (unterbrochen), so kann kein Elektronenstrom fließen. Die Bestandteile des einfachen Stromkreises haben folgende Aufgaben: • Spannungsquellen bewirken den Elektronenstrom im geschlossenen Stromkreis. Spannungsquellen sind zB Batterien ( Seite 42), Solarzellen, Generatoren und Akkus (Abb. 45.1). • In Stromleitungen können Elektronen gut strömen. Sie bestehen oft aus Kupfer. Zu den Stromleitungen zählen zB Kabel, Fassungen, Klemmen, Stecker und Steckdosen. • Ein Schalter öffnet (unterbricht) oder schließt den Stromkreis. Es gibt verschiedene Schalterarten (Abb. 45.2). • Das Elektrogerät nutzt den Elektronenstrom. In Lampen entsteht Licht, Motoren bewegen sich. Manche Geräte (zB Toaster, Herdplatte) enthalten Drähte, die durch den Elektronenstrom heiß werden. Du kannst einen Stromkreis mit dem Antrieb eines Fahrrades vergleichen (Abb. 45.3). Die Kette entspricht dabei den beweglichen Elektronen. Trittst du in die Pedale am Antriebszahnrad, so bewegt sich die Kette. Das Treten entspricht der Spannungsquelle. Durch die Bewegung der Kette dreht sich der Zahnkranz und somit auch das auf ihm befestigte Rad. Beim Fahrrad wird die Kette nicht „verbraucht“. Auch bei einem Stromkreis wird der Elektronenstrom (der „elektrische Strom“) nicht verbraucht! Wie gestalten wir Schaltpläne? Schaltpläne stellen einen Stromkreis mit Symbolen übersichtlich dar (Abb. 45.4). Du kannst den Stromkreis damit besser nachbauen (Abb. 45.5). Durch Verfolgen des Elektronenstroms kannst du auch am Schaltplan gut erkennen, was passiert, wenn du zB einen Schalter betätigst (Abb. 45.6). 45.1 Einige Spannungsquellen: Galvanische Zelle, Batterie, Solarzelle, Dynamo (Generator), Akku Solarzelle Dynamo Batterie Akku Wippschalter Drehschalter Hebelschalter Tastschalter 45.2 Verschiedene Schalterarten zum Öffnen und Schließen von Stromkreisen Pedal Zahnkranz Antriebszahnrad Kette 45.3 Der Antrieb eines Fahrrades In einem geschlossenen Stromkreis strömen (bewegen sich) Elektronen durch die Stromleitungen. Spannungsquellen bewirken den Elektronenstrom. In Elektrogeräten bewirkt der Elektronenstrom zB Licht (Lampen) oder Bewegung (Motoren). Der Elektronenstrom wird nicht verbraucht. M Infobox: Kabel sind oft biegsam, weil sie im Inneren aus vielen dünnen Kupferdrähten (Litzen) bestehen. Die Umhüllung aus Kunststoff (Isolierung) schützt vor Berührung. Folgende Symbole verwenden wir zum Zeichnen von Schaltplänen: Elektrische Spannungsquelle (allgemein): U , Batterie: + – , Lampe: , Schalter: offen , geschlossen , Stromleitung: , Verzweigung: , Kontakt: M Stromleitung Schalter Spannungsquelle Lampe + – 45.4 Hier siehst du den Schaltplan des einfachen Stromkreises von Abb. 44.4. 45.5 Stromkreise werden nach Schaltplänen verbunden. 45.6 Ist der Schalter offen, fließt der Strom nur durch die untere Lampe. Ist er geschlossen, fließt der Strom durch beide Lampen. U Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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