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Die Kirchoffschen Gesetze besagen: />
8.1. Knotenregel:
In jedem Punkt, in dem sich der elektrische Strom verzweigt, ist die Summe
der zufließenden genau so groß wie die Summe der abfließenden Ströme.
8.2. Maschenregel:
In jedem elektrischen Stromkreis ist die Summe der elektromotorischen
Kräfte genau so groß wie die Summe der Produkte der Widerstände mal dem
der sie durchfließt, also aller Spannungsabfälle.
8.3. Parallelschaltung
Bei der Parallelschaltung sind mehrere Stromkreise so miteinander
verbunden, dass jeder Verbraucher oder Widerstand unmittelbar mit der
Spannungsquelle verbunden ist. So ist zum Beispiel jede Lampe direkt mit
der Stromquelle verbunden und bildet mit ihr einen eigenen Stromkreis.
Lockert man eine Lampe, so erlischt nur diese eine. Die Stromkreise der
anderen Lampen sind nicht unterbrochen.
Die Ströme, die in den einzelnen Stromkreisen gemessen werden, heißen
Teilströme. Zusammengenommen ergeben diese den Gesamtstrom. Ig = I1 + I2 +
I3 +...
Da jeder Teilwiderstand, z.B. eine Lampe, unmittelbar mit der Stromquelle
verbunden ist, mißt man über jedem Widerstand die gleiche Spannung wie an
der Spannungsquelle, z.B. an einer Steckdose, einem Trafo oder einer
Batterie.
Aus Sicht der Spannungsquelle ist der Gesamtwiderstand der angeschlossenen
Parallelschaltung von Widerständen kleiner als jeder Teilwiderstand. Der
Kehrwert des Gesamtwiderstands Rg ergibt sich aus der Summe aller
Kehrwerte Ri aller Teilwiderstände.
8.4. Reihenschaltung
Bei Reihenschaltungen sind mehrere Widerstände (z.B. Lampen)
hintereinander, also in einer Reihe geschaltet; der Strom fließt also
nacheinander durch alle Verbraucher oder Widerstände. Sie bilden zusammen
mit der Stromquelle einen einzigen Stromkreis.
Beispiel:
Lockert man eine Lampe, so gehen auch die anderen Lampen aus, weil der
Stromkreis unterbrochen ist.
Wenn Widerstände hintereinander geschaltet sind, fließt durch alle der
gleiche Gesamtstrom.
An jeder Stelle des Stromkreises mißt man daher die gleiche Stromstärke.
Die Gesamtspannung Ug der Versorgungsquelle verteilt sich derart auf die
Teilwiderstände, dass gilt:
Ug = U1 + U2 + U3 +...
9. Zusammenfassung
Vor ungefähr 100 Jahren wurde Elektrizität, so wie wir sie heute kennen
und benutzen, erst richtig erkannt.
Entscheidenen Einfluss daran hatten die im geschlichtlichen Teil genannten
Wissenschaftler.
In einem kurzen Überblick der Geschichte der Elektrizität und des
Magnetismus habe ich versucht darzustellen, wie schwierig es war, das
Wesen der Elektrizität zu begreifen. Das lag unter anderem daran, das wir
kein Sinnesorgan für die elektrische Spannung oder den elektrischen Strom
haben.
Anhand von einigen einfachen Beispielen habe ich dann versucht, das Wesen
der Elektrizität zu erklären, dass sie von elektrischen Ladungen herrührt,
die in allen Atomen vorhanden sind.
Die Träger dieser Ladungen sind die Protonen und die Elektronen, wobei die
Elektronen insofern eine besondere Eigenschaft besitzen, als das sie
beweglich sind.
Die sich bewegenden Elektronen in einem Material ergeben in ihrer
Gesamtheit den elektrischen Strom. Wir nennen diese Materialien dann
elektrische Leiter. Darüber hinaus gibt es jedoch Materialien, die den
elektrischen Strom nicht leiten, diese werden Isolatoren genannt.
Elektrischer Strom hat eine ganz besondere Eigenschaft: Er kann von allein
nicht mehr werden oder verschwinden. Darum kann er nur in sogenannten
geschlossenen Stromkreisen fließen.
Die Ursache für diesen Stromfluß ist die elektrische Spannung.
Daraus ergeben sich gewisse Regeln: Das Ohmsche Gesetz und die
Kirchhoffschen Regeln, die ich anhand von einigen einfachen Beispielen
erläutert habe.
Für unser tägliches Leben, sowohl im Beruf als auch im Alltag sind die
Zusammenhänge über die Elektrizität, beispielsweise beim Betreiben von
elektrischen Haushaltsgeräten sowie das Beachten der
Sicherheitsvorschriften lebenswichtig.
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