Ist die Stromstärke immer von der elektrische Spannung abhängig?
Die elektrische Spannung ist ja der Antrieb, welcher die Ladungen antreibt.
Die Stromstärke gibt ja an, wie viele Ladungen sich pro Sekunde durch eine bestimmte Stelle bewegen.
Desto schneller/stärker die Ladungen angetrieben werden, desto mehr Ladungen bewegen sich durch die Stelle. Also je höher die elektrische Spannung, desto höher ist die Stromstärke.
Ist das alles richtig?
9 Antworten
Je nachdem, was mit dem Widerstand passiert.
Spannung = Stromstärke * Widerstand.
Wenn der Widerstand gleich bleibt, bekommst du mit höherer Spannung also auch eine höhere Stromstärke. Es kann aber auch die Stromstärke gleich bleiben und sich stattdessen der Widerstand erhöhen.
Stelle es dir wie ein Wasserrohr vor: Die Spannung ist das Gefälle des Rohres. Der Widerstand ist der Durchmesser des Rohres. Und die Stromstärke ist die Menge an Wasser, die pro Sekunde raus kommt.
Wenn du nun das Gefälle verstärkst (höhere Spannung), fließt das Wasser schneller und du bekommst mehr Wasser pro Sekunde unten heraus (mehr Stromstärke).
Wenn du das Rohr enger machst (größerer Widerstand), kommt unten weniger Wasser raus. Du musst also das Gefälle verstärken und damit das Wasser schneller fließen lassen (also die Spannung erhöhen), wenn du weiterhin gleich viel Wasser bekommen möchtest.
Das ist schwerer vorzustellen. Wenn du nen Wassertank leeren willst, ist klar dass das mit nem 10 cm Rohr schneller geht als mit nem 5 cm Rohr.
Dass das größere Rohr durch größere Länge sogar einen höheren Strömungswiderstand haben kann, lernt man zwar in der Strömungslehre... ist aber für den unbedarften Alltagsanwender erstmal schwer nachzuvollziehen.
Es ist nicht völlig falsch sage ich es mal so :D
Die Spannung ist die elektrische Arbeit die aufgewendet werden muss um Ladungsträger voneinander zu trennen. Je mehr Ladungsträger ich trenne, desto mehr Arbeit muss ich dort hineinstecken und desto höher wird die Spannung. Die elektrische Spannung ist also das bestreben von Ladungsträgern sich ausgleichen zu wollen.
Je größer die Spannung desto mehr Ladungsträger wollen sich sozusagen ausgleichen. Die Stromstärke I ist nichts anderes als die Anzahl von Ladungsträgern die pro Zeit durch den Leiter fließen I=Q/t.
Der elektrische Widerstand sagt etwas über das Material aus welches du den Ladungsträgern in den Weg stellst um genauer zu sein sagt er etwas über den spezifischen Leitwert des Materials aus. Der Kehrwert davon ist der Spezifische elektrische Widerstand des Materials. Jedes material hat ein anderen Leitwert, denn nicht jedes Material leitet die Ladungsträger gleich gut. wenn du ein Material wählst mit einen sehr geringen Leitwert, ist es nahezu egal, wie hoch du die Spannung legst, es wird niemals ein Strom durch diesen fließen bzw. nahezu kein Strom. Die Ladungsträger werden zwar angezogen und es wirkt auch eine Kraft auf ihnen, sie können sich aber nicht durch den Leiter bewegen.
Auf der anderen Seite, wenn du ein Material als Leiter wählst mit einem sehr hohen Leitwert ist der Widerstand sehr klein und es reicht schon eine kleine Spannung um einen hohen Strom fließen zu lassen.
Der Leitwert eines Materials hat etwas mit seiner Atomaren Struktur und seinen Atomaren Aufbau zu tun. Damit ein Material gut leiten kann, braucht es negative Ladungsträger (Elektronen) die sich frei bewegen können. Wenn du dir z.b. den Atomaren Aufbau von Kupfer aufbaust, siehst du, dass im Kupfer die Atome bei einer bestimmten Temperatur ein gitter bilden. Die Atome sind also alle sehr geordnet. Wenn nun ein Elektron eines Atoms genauso weit vom Kern seines Atoms entfernt ist, wie das des Nachbaratoms so wirken die Anziehungskräfte von beiden Atomen gleich Stark auf das Elektron. Die dadurch entstehende Fliehkraft sorgt dann dafür, dass das Elektron von seiner Bahn geworfen wird und das passiert im Kupfer Leiter ständig und überall und das heißt widerum du hast viele frei bewegliche Ladungsträger was den Kupfer zu einen besonders guten Leiter macht.
Was passiert aber wenn du das Kupfer erwärmst? Die Atome beginnen damit sich stark hin und her zu bewegen somit sind die Abstände der Atomkerne zum Elektron nicht mehr ständig gleich und es gibt weniger frei bewegliche Ladungsträger was den Kupfer als Leiter zu einen sogenannten Kaltleiter macht. Das heißt Kupfer leitet bei kalten Temperaturen den Strom besser als bei warmen Temperaturen. Die Leitwerte die also aus Tabellen ablesbar sind sind daher meistens auf Zimmertemperatur bezogen also so 20°
Der elektrische Widerstand im allgemeinen wird mit der Einheit Ohm angegeben und hat den Formelbuchstaben R
Das ohmsche Gesetz beschreibt dabei die Abhängigkeit von Strom, Spannung und Widerstand I=U/R
Grundlage dafür ist das Ohmsche Gesetz
https://www.youtube.com/watch?v=ELp4nubPKqA
Bitte mal ein bischen mit der Formel experimentieren und du wirst die Zusammenhänge erkennen.
In Metallen und Halbleitern fließen die Ladungen nicht schneller, wenn man eine höhere Spannung anschließt, sondern es fließen mehr Ladungen durch die gleiche Querschnittsfläche.
Das wäre alles richtig mit dem ausdrücklichen Hinweis "bei konstantem Widerstand". Die Stromstärke ist ja nicht nur von der Spannung abhängig, sondern auch von Widerstand! Siehe "Ohm'sches Gesetz".
Wenn Du einen Wagen schiebst, ist dessen Geschwindigkeit nicht nur von Deiner aufgewendeten Kraft abhängig, sondern auch vom Widerstand des Wagens (z.B. Ladung, Steigung)
Der Widerstand ist der Durchmesser des Rohres
Und die Länge des Rohres.