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Naturwissenschaften – Grade 10 · Einheit 5: Kräfte und Stromkreise

Stromstärke, Spannung und Widerstand

Nutze Q = I t und U = I R und lies I-U-Diagramme für Widerstände, Lampen und Dioden.

Der elektrische Strom ist die Geschwindigkeit, mit der Ladung fließt: Q = I × t, mit der Ladung in Coulomb (C), der Stromstärke in Ampere (A) und der Zeit in Sekunden. Die Spannung (Potenzialdifferenz) ist die pro Ladung übertragene Energie, gemessen in Volt (V) mit einem Spannungsmesser, der parallel geschaltet wird. Die Stromstärke wird mit einem Strommesser in Reihe gemessen.

Der Widerstand, in Ohm (Ω), behindert den Strom: U = I × R. Bei einem Widerstand mit konstanter Temperatur ist die Stromstärke direkt proportional zur Spannung: Sein I-U-Diagramm ist eine Gerade durch den Ursprung (ein ohmscher Leiter). Der Widerstand einer Glühlampe nimmt zu, wenn sie heißer wird, deshalb ist ihre Kurve gekrümmt. Eine Diode lässt Strom nur in eine Richtung fließen. Der Widerstand eines Thermistors (Heißleiters) sinkt mit steigender Temperatur, und der Widerstand eines LDR sinkt, wenn es heller wird.

Beispiel mit Lösung

Eine 12-V-Quelle treibt 0.5 A durch einen Widerstand. Wie groß ist sein Widerstand?

  1. U = I × R, also R = U ÷ I.
  2. R = 12 ÷ 0.5.

Antwort:R = 24 Ω.

Schlüsselwörter

Stromstärke
Geschwindigkeit, mit der Ladung fließt, in Ampere
Spannung
Energie pro Ladung, in Volt
Widerstand
Behinderung des Stroms, in Ohm
Thermistor
der Widerstand sinkt mit steigender Temperatur
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Jedes Mal neue Fragen.

Mit Bezug auf NGSS: HS-PS2-6