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Grundwissen

Stromkreismodelle

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Für die Wahrnehmung des elektrischen Stroms besitzen wir kein Sinnesorgan, d.h. wir können z.B. nicht sehen was in einem Stromkreis vorgeht. Um sich die Vorgänge in einem Stromkreis trotzdem klarmachen zu können, arbeiten die Physiker mit sogenannten Modellen.

Abb. 1 Wasserkreislauf als Analogie zu den Vorgängen in einem Stromkreis

In der Animation in Abb. 1 ist ein Wassermodell für einen einfachen Stromkreis dargestellt. Es besteht aus einer Wasserpumpe, mit der man erreichen kann, dass im linken Vorratsgefäß der Wasserspiegel höher wird als im rechten Gefäß. Man kann auch sagen, dass im linken Gefäß ein Wasserüberschuss und im rechten Gefäß ein Wassermangel herrscht.

Sorgt man nun dafür, dass im Außenkreis ein Wasserfluss möglich ist (Drehung des unteren Hahns), so dreht sich das Wasserrad, welches uns als Anzeigegerät für den Wasserfluss dienen soll. Ist die Pumpe "stark genug" so kann sie den Wasserüberschuss im linken Gefäß und den Wassermangel im recht Gefäß aufrecht erhalten. Es besteht nun ein geschlossener Wasserstromkreis.

Abb. 2 Modell des elektrischen Stromkreises als Elektronenkreislauf

Ähnliche Verhältnisse wie im Wasserstromkreis kann man sich beim einfachen elektrischen Stromkreis vorstellen: Eine "Elektronenpumpe", die man auch als Batterie oder Netzgerät bezeichnet, sorgt dafür, dass auf der linken Seite der Animation in Abb. 2 ein Elektronenüberschuss und auf der rechten Seite ein Elektronenmangel besteht. Die linke Seite bezeichnet man auch als Minuspol, die rechte als Pluspol der Quelle.

Schließt man nun den Schalter im Außenkreis, so ist dort Elektronenfluss möglich, das Anzeigegerät "Glühlampe" leuchtet auf. Es besteht nun ein geschlossener Elektronenkreislauf.

Abb. 3 Vereinfachtes Modell des elektrischen Stromkreises als Elektronenkreislauf

Die Animation in Abb. 3 zeigt die vereinfachte Darstellung des Elektronenmodells. Die beiden "Vorratsgefäße" und die Elektronenpumpe sind zum Symbol für eine Spannungsquelle zusammengefasst.

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