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Grundwissen

Stromkreismodelle

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Mit Hilfe des Modells des offenen Wasserkreislaufes kannst du dir einige Abläufe in einem Stromkreis vorstellen und erläutern.
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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.

Modell des offenen Wasserkreislaufs

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 die Wasser vom rechten Vorratsgefäß in das linke Vorratsgefäß pumpt. Du kannst auch sagen, dass dann im linken Gefäß ein Wasserüberschuss und im rechten Gefäß ein Wassermangel herrscht.

Sorgst du nun durch drehen des Hahns dafür, dass im Außenkreis ein Wasserfluss möglich ist, so dreht sich das Wasserrad. Das Wasserrad dient als Anzeigegerät für den Wasserfluss. 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 fortlaufender Wasserfluss, eine "Wasserstromkreis".

Analogie des offenen Wasserkreislaufes zum Stromkreis

Abb. 2 Modell des elektrischen Stromkreises als Elektronenkreislauf

Ähnliche Verhältnisse wie im Wasserstromkreis kannst du dir auch die Vorgänge in einem 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 Batterie bzw. des Netzgerätes.

Schließt du nun den Schalter im Außenkreis, so ist dort ein Elektronenfluss möglich. Das Anzeigegerät für elektrischen Strom, die "Glühlampe", leuchtet auf. Es besteht nun ein geschlossener Elektronenkreislauf, ein Stromkreis.

Vereinfachte Darstellung

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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