Welche Zusammenhänge gibt es zwischen der Spannung (U) und der elektrischen Stromstärke (I)?

Ich vergleiche den elektrischen Strom, Spannung und Widerstand, zum besseren Verständnis, immer gerne mit einer Wasserleitung. In einer Wasserleitung herscht ein bestimmter Druck, elektrisch gesehen die Spannung. In der Leitung befindet sich Wasser elektrisch gesehen die Elektronen. Vor der Wasserleitung sitzt ein Absperrventiel elektrisch gesehen ein Schalter. Dreht man das Wasser nun auf, fängt es an zu flließen, elektrisch gesehen die Elektronen fließen, in eine bestimmte Richtng. Das ist der Elektrische Strom. An einer Stelle in der Wasserleitung kommt eine Engstelle, elektrisch gesehen ein Widerstand, der den Strom ausbremst. Es kann also nicht so viel Strom fließen wie ohne die Engstelle. Nun brauchen wir aber viel Strom/ Wasser. Was kann man machen damit genügend Strom Wasser ankommt. Ich sehe 2 Möglichkeiten, die Engstelle beseitigen oder den Druck/Spannung erhöhen.

Diese Zusammenhänge hat der Physiker Georg Simon Ohm erkannt und es in eine Formel gepackt I=U/R das man das Ohmsche Gesetz nennt.

Es gibt 2 einfache Formeln mit Strom und Spannung:

1. Das Ohmsche Gesetz:

Widerstand = Spannung / Strom oder

R = U / I -- Ohm = Volt / Ampère

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Man kann auch schreiben I = U / R

Daraus folgt, der Strom ist umso größer, je größer die Spannung ist und je kleiner der Widerstand(R).

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2. Leistung = Spannung * Strom

P = U * I oder

Watt(W) = Volt(V) * Ampère(I)

Spannung ist die Voraussetzung einer Stromstärke. In den meisten Fällen ist es so, dass mit steigender Spannung auch ein höherer Steom fließt. Mit elektronischen Schaltungen kann man aber auch ein anderes Verhalten erzeugen.

Der Zusammenhang von U (Spannung) und I (Stromstärke) kann als Widerstand R ausgedrückt werden: R =U/I

In vielen Fällen ist es so, dass der Strom proportional zur Spannung ist, also I = U/R für unterschiedliche Spannungen gilt und R konstant ist. Das nennt man ohmsches Gesetz. Es gibt aber Ausnahmen, wo der Widerstand abhängig abhängig von Spannung oder anderen Einflüssen ist.

Je höher die Spannung ist, desto geringer sind die Verluste in den Leitungen (die erwärmen sich dann weniger). Die Stromstärke definiert wie viel der Strom Leisten/Arbeit verrichten kann. Misst man zB. bei 230 Volt, 10 A an einem Verbraucher dann werden 2300 Watt verheizt, das wäre dann zB. eine gute Heizung.

Die elektrische Spannung U gibt an wie viel Arbeit pro Ladung verrichtet wird und gleichzeitig wie viel Kraft auf pro Ladung über eine Strecke wirkt, denn Arbeit ist ja bekanntermaßen Kraft * Weg W=F*s

• U=W/Q
• Fel=q*E
• wir multiplizieren beide Seiten mit der Strecke s
• Fel*s=q*E*s
• Wir lösen nach E*s auf
• Fel*s/q=E*s

spätestens jetzt sollte man es sehen, links steht "Kraft*Weg/Ladung" was genauso ist wie W/Q also U und damit ist auch U=E*s.

Wir haben also eine Ladung auf die eine Lorenzkraft wirkt. Für uns bedeutet das also, dass die Ladung entlang des E-Feldes beschleunigt wird! Hier wirkt eine Kraft auf die Ladung, die die Ladung in Richtung des elektrischen Feldes beschleunigen will.

Die elektrische Stromstärke I ist die Ladung pro Zeit. Man schaut also, wie viele Ladungen sind gerade unterwegs und zählt wie viele genau in dieser Zeit hindurch geflossen sind.

I=Q/t.

Daraus können wir Rückschlüsse darüber ziehen, welche Geschwindigkeit die Ladungen haben müssen.

Dann gibt es noch eine 3 Kraft, der materialbezogene elektrische Widerstand, welcher die Bewegung von Ladung zu hemmen versucht. Es handelt sich also um eine Kraft, die der Bewegung von Ladung entgegenwirkt. Dieser Wert ist stark vom Material abhängig. je Leitfähiger das Material, desto kleiner der Widerstand. Die Beziehung zwischen Strom Spannung und Widerstand wird im ohmschen Gesetz beschrieben I=U/R