Elektrischer Strom kommt aus der Steckdose. So erleben das viele Menschen und denken kaum daran, welchen Weg der Strom bis zur Steckdose und anschließend in den Geräten nimmt. Das „Stromnetz“ verbindet das Kraftwerk mit sehr vielen Kundinnen und Kunden, dafür ist es in Teilnetze aufgeteilt. Die Aufteilung des Stromnetzes setzt sich bis in die Wohnung fort: Auch hier gibt es mehrere Stromkreise, und jedes an eine Steckdose angeschlossene Gerät bedeutet einen weiteren Stromkreis. 3.1 Die Kirchhoff’schen Regeln Für Strom- und Spannungsverhältnisse innerhalb eines größeren Leitersystems hat GusTav RoberT KircHHoff (1842–1887) zwei einfache Regeln formuliert, die für den Aufbau und die Berechnung elektrischer Schaltungen wichtig sind. 1. Kirchhoff’sche Regel An jedem Verzweigungspunkt mehrerer Leitungen ist die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme. Diese Regel folgt aus dem Satz von der Erhaltung elektrischer Ladung: An einer Verzweigung können sich Ladungen weder anhäufen noch verloren gehen (94.2). 2. Kirchhoff’sche Regel In einem geschlossenen Stromkreis ist die Summe der elektrischen Spannungen an den Verbrauchern gleich der Spannung an der Spannungsquelle. Die zweite Regel beruht auf dem Energieerhaltungssatz: Die Spannungsquelle erzeugt zwischen ihren Polen eine Spannung U und lässt die Ladung Q durch den geschlossenen Stromkreis fließen. Dadurch stellt sie den Verbrauchern die Energie W = Q·U (siehe S. 80) zur Verfügung. Im Stromkreis ohne Verzweigung fließt der gleiche Strom durch alle Verbraucher. Nach dem Ohm’schen Gesetz stehen daher die Spannungen an den Verbrauchern und die umgesetzten Energien im selben Verhältnis wie die Widerstände. In ähnlicher Weise erhöht jede weitere Spannungsquelle im Stromkreis die gesamte verfügbare Spannung – richtige Polung vorausgesetzt. 94.3 zeigt, wie sich die Spannungen an den einzelnen Widerständen zur Spannung U an der Spannungsquelle addieren. 94.1 Im Haushalt, in Büros und in Fabriken müssen viele Geräte gleichzeitig mit Strom versorgt werden. Wie ist eine Steckdose eigentlich aufgebaut? 94.2 Zur 1. Kirchhoff’schen Regel: I = I 1 + I 2 + I 3 Die Summe der in einem Verzweigungspunkt zufließenden Ströme ist gleich der Summe der abfließenden Ströme. R2 R3 I I3 I1 I2 R1 I I2 I I1 I3 Verzweigungspunkt Verzweigungspunkt + – 94.3 Zur 2. Kirchhoff’schen Regel: U = U 1 + U 2 + U 3 U1 = 2 V R1 = 2 Ω U2 = 4 V U3 = 2 V I I U = 8 V Spannungsquelle R2 = 4 Ω R3 = 2 Ω Spannungsabfall Spannungsabfall Spannungsabfall + – 94 Energieversorgun 3 Elektrische Energieversorgung In diesem Kapitel geht es um – Spannung und Stromstärke in einfachen Stromkreisen, – die Verteilung von elektrischer Energie im Haus, – Sicherheit im Umgang mit Strom. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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