Einfacher Gleichstromkreis

Was ist Strom?

Behauptung:      
Strom ist die geordnete Bewegung von Ladungsträgern.

Definition der Stromrichtung:
Die Bewegung von Ladungsträgern wurde als Erstes im Elektrolyten (elektrisch leitende Flüssigkeit) anhand von positiven Ionen  entdeckt. Historisch wurde somit die beobachtete Richtung als Stromrichtung definiert. Die technische Stromrichtung ist die Richtung von positiven Ladungsträgern.
Formelbuchstabe  ⇒  I
Die Einheit des Stromes ist Ampere.
Abgekürzt: A

Definition des Ampere:
1 A ist die Stärke eines zeitlich unveränderten Stromes durch zwei parallele lange Leiter, die im Abstand von 1 m eine Kraft von 0.2*10 -6 N je Meter ausübt.

einfacher Gleichstromkreis
einfacher Gleichstromkreis

Ein Gleichstromkreis mit Spannungsquelle, Schalter und Verbraucher

Was ist Spannung?

Gesucht ist die Ursache für den Strom.
Eine Ladungstrennung verursacht unterschiedliche Raumladungen, die sich aufgrund der Anziehung von Ladungsträgern auszugleichen sucht und dabei einen Strom verursacht. Die Höhe der Wirkung der Ladungsträgertrennung wird als elektrische Spannung bezeichnet.

Ursache:                        Ladungsträgern
Formelbuchstabe:                U
Einheit:                                  V

 

 

Ladung:
Die Ladung eines Elektrons und eines Protons sind betragsmäßig gleich. Der Wert ist eine Naturkonstante.

Einheit:                   1 C
Formelzeichen:        Q

Die Elementarladung eines Protons beträgt:         q = 1.6*10-19 C
Die Ladung eines Elektrons ist negativ                  e = -q = -1.6 * 10-19 C

Zusammenhang Ladung und Strom:

Der Strom ist die Bewegung von Ladungen. Bei Gleichstrom ist der Strom nicht von der Zeit abhängig, sondern konstant. Zeitabhängige Größen werden kleingeschrieben, konstante Größen mit großen Buchstaben. Die Größe des Stromes ist definiert als die Ladung pro Zeit. Bei zeitlich veränderlichen Größen muss der Differentialquotient geschrieben werden.

i = dQ / dt  
I = ΔQ / Δ t  =  Q / t

Einheiten:
Q = I*t
[Q] = [I]*[t]
1 C = 1 As

Obere Herleitung ergibt, dass die abgeleitete SI-Einheit Coulomb (C) in SI-Einheiten Ampere mal Sekunde ist.

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