Stromkreis
Ein elektrischer Stromkreis ist eine Zusammenschaltung einer oder mehrerer elektrischer Energiequellen und verschiedener elektrischer Bauelemente durch elektrische Leitungen.
In einem geschlossenen Stromkreis sind die Bauelemente so miteinander verbunden, dass ein Ladungstransport (elektrischer Strom) ermöglicht wird. Ist dies nicht der Fall, spricht man von einem unterbrochenen Stromkreis. Dieser kann beispielsweise unbeabsichtigt durch einen so genannten Wackelkontakt, eine fehlende Leitung oder beabsichtigt durch einen elektrischen Schalter entstehen.
Beispiel
Der skizzierte Stromkreis – als Schaltbild dargestellt – besteht – von links im Uhrzeigersinn beginnend – aus:
- einer Batterie (Spannungsquelle),
- einer Glühlampe,
- einem Widerstand R,
- einem Strommessgerät A und
- einem Schalter S.
Im oberen Stromkreis ist der Schalter S geschlossen, und das Strommessgerät zeigt einen von null verschiedenen Messwert an. Der Stromkreis ist geschlossen.
Im unteren Stromkreis ist der Schalter S geöffnet, es kann kein Ladungstransport erfolgen. Das Strommessgerät zeigt den Wert null an.
Analogon an einem Flüssigkeitskreislauf
Übertragen auf einen geschlossenen Wasserkreislauf, beispielsweise einer Warmwasserheizung, repräsentiert
- die Heizungspumpe die Spannungsquelle
- der Heizkörper die Glühlampe
- die Rohrleitungen den elektrischen Widerstand
- eine die in einem Wärmemengenzähler eingebaute Wasseruhr das Amperemeter
- und das Heizkörperventil den Schalter.
Die laufende Pumpe baut einen Differenzdruck (die Spannung in Volt) auf. Ist das Ventil geöffnet, zeigt die Wasseruhr einen von null verschiedenen Wasserstromfluss (den Strom in Ampere) an.
Quellen
Als elektrische Energiequellen kommen Spannungsquellen und Stromquellen infrage. Spannungsquellen liefern an ihrem Ausgang eine näherungsweise konstante, vom jeweiligen Verbraucher unabhängige elektrische Spannung; diese Quellen sind weit verbreitet (Netzsteckdose, Batterie). Stromquellen liefern an ihrem Ausgang einen näherungsweise konstanten, vom jeweiligen Verbraucher unabhängigen Strom; diese Quellen sind selten anzutreffen (Labornetzteil im Zustand der Strombegrenzung, Solarzelle).
oben in Reihenschaltung: ohne Verzweigung,
unten in Parallelschaltung: mit Verzweigung
Werden die Pole einer Spannungsquelle nicht durch elektrische Bauelemente, sondern durch einen Leiter ohne nennenswerten Widerstand miteinander verbunden, kommt es zum Kurzschluss, bei dem unter Umständen ein hoher Strom mit Lebensgefahr(!) fließen kann. Die Höhe des Kurzschlussstroms hängt dann nur von dem Innenwiderstand der Spannungsquelle ab.
Stromzweig
Ein Stromzweig ist ein durch Verzweigung entstehender Teil eines Stromkreises. Er bietet dem elektrischen Strom verschiedene Wege im Stromkreis. Diese einzelnen möglichen Wege nennt man auch Stromzweig.
Eine reine Reihenschaltung beinhaltet keinen Stromzweig, eine Parallelschaltung stellt immer eine Verzweigung dar. Jede kompliziertere Schaltung lässt sich auf diese zwei Grundschaltungen zurückführen und gemäß der kirchhoffschen Regeln beschreiben.
Siehe auch
Weblinks