Leiter und Nichtleiter im Stromkreis

In der Physik des Stromkreises spielen Leiter und Nichtleiter eine wichtige Rolle. Sie bestimmen, wo der Strom fließen kann und wo nicht.

Example: Beispiele für elektrische Stromkreise mit Leitern sind Metalle und Wasser mit Salz oder Mineralien.

Example: Nichtleiter, auch Isolatoren genannt, sind zum Beispiel Kunststoffe, destilliertes Wasser, Holz und die meisten Gase.

Die Wirkungen von Strom sind vielfältig und interessant:

1. Wärme: Ein Beispiel hierfür ist die Glühwendel in einer Glühbirne.
2. Magnetismus: Eine Kompassnadel dreht sich in der Nähe eines stromdurchflossenen Leiters.

Highlight: Ein Elektromagnet entsteht, wenn Strom durch einen Leiter fließt. Das Magnetfeld steht dabei senkrecht zum Leiter.

In der Elektrostatik gibt es einige wichtige Begriffe zu beachten:

• Ladungsträger sind elektrisch geladene Teilchen, entweder positiv oder negativ.
• Neutralisation tritt auf, wenn die Anzahl positiver und negativer Teilchen gleich ist.
• Gleiche Ladungen stoßen sich ab, unterschiedliche Ladungen ziehen sich an.

Die physikalische Stromrichtung verläuft vom Minuspol zum Pluspol.

Elektrische Größen und Gesetze

Die Stromstärke (I) ist eine wichtige Größe in der Elektrophysik. Sie wird definiert als Ladung (Q) pro Zeit (t): I = Q/t

Definition: Die Einheit der Stromstärke ist Ampere (A). 1 A = 1 C/s

In verschiedenen Schaltungen gelten unterschiedliche Regeln für die Stromstärke:

• In einer Reihenschaltung ist die Stromstärke überall gleich.
• In einer Parallelschaltung addieren sich die Teilströme: I_ges = I₁ + I₂

Das 1. Kirchhoffsche Gesetz, auch Knotenregel genannt, besagt: In jedem Verzweigungspunkt eines Stromkreises ist die Summe der hinfließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme.

Die Spannung (U) ist eine weitere wichtige Größe. Sie wird definiert als Energie (E) pro Ladung (Q): U = E/Q

Definition: Die Einheit der Spannung ist Volt (V). 1 V = 1 J/C

Auch für die Spannung gelten in verschiedenen Schaltungen unterschiedliche Regeln:

• In einer Reihenschaltung teilt sich die Spannung auf: U_ges = U₁ + U₂
• In einer Parallelschaltung ist die Spannung überall gleich: U = U₁ = U₂ = U_ges

Die Maschenregel besagt: U_ges = U₁ + U₂ + U₃

Highlight: Die Spannung wird als Energie- oder Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten gemessen.