Spannung

Hallo! Schön, dass ihr da seid. In diesem Video geht es um die elektrische Spannung. Wir kennen ja schon den Strom und wir wissen, Strom sind fließende Ladungen. Das kann man sich immer sehr gut an einem Wasserkreislauf verdeutlichen. Hier haben wir einen solchen. Das Wasser fließt hier rechts nach unten und treibt dabei ein solches Wasserrad an. In der Elektrizität würde die Wasserleitung ein Kabel darstellen und das Wasserrad, als Verbraucher, eine Lampe. Damit das Wasser das Wasserrad überhaupt antreiben kann, benötigt man aber, hier links, eine Pumpe, die das Wasser immer wieder nach oben transportiert. Und beim Strom ist das genauso. Damit der überhaupt fließen kann, benötigt man, hier links im Stromkreis, eine sogenannte Spannungsquelle. Bei Gleichstrom schreibt man hier immer noch ein + und ein -, also die Polung oder die Richtung des Stroms hin. Und was genau die Spannungsquelle macht oder was sie bewirkt, wollen wir uns jetzt einmal genauer angucken. Also dieser Kasten hier soll jetzt mal eine Spannungsquelle darstellen. Eine Spannungsquelle hat ja immer mindestens 2 Ausgänge, einen negativen Pol, hier in blau dargestellt, und einen positiven Pol in rot. Und in der Spannungsquelle befinden sich ganz viele negative Ladungen, also Elektronen, und positive Ladungen, also Protonen, die zunächst noch miteinander vermischt sind. Die Spannungsquelle schafft es aber mit viel Kraft, die Ladungen auseinanderzureißen. In einer Spannungsquelle werden also positive und negative Ladungen voneinander getrennt. Jetzt entsteht aber ein Ladungsungleichgewicht, denn an der einen Stelle gibt es ganz viele Elektronen und an der anderen Stelle fehlen welche. Und um dieses Ungleichgewicht auszugleichen, fließt elektrischer Strom. Die hier blauen Elektronen wollen also vom Minuspol weg und zum Pluspol hin. Aber da die Spannungsquelle, wenn sie weiter läuft, immer wieder neue Ladungen trennt, kann das Ungleichgewicht nie ausgeglichen werden und es fließt immer weiter Strom. Also, nochmal zum Zusammenfassen: Spannung ist die Ursache oder anders gesagt, die Möglichkeit, für elektrischen Stromfluss. Die Möglichkeit deswegen, weil nicht automatisch immer dann, wenn eine Spannung anliegt oder Ladungen getrennt sind, Strom fließen muss. Strom fließt nämlich nur im Kontakt mit einigermaßen guten Leitern. Gut. Gucken wir jetzt nochmal, wie sich die Spannung in verschiedenen Stromkreisen verhält. Zunächst: die Parallelschaltung. Dazu zeichnen wir hier parallel zu der ersten Lampe noch eine zweite Lampe ein. Dann erhalten wir einen verzweigten Stromkreis. Auch das wollen wir mal wieder mit unserem Wasserkreislauf vergleichen. Wir bauen also neben dem ersten Wasserrad noch ein zweites ein. Und beim Wasser stellt ja der Höhenunterschied die Spannung dar. Wir sehen aber, das Wasser muss, um von oben nach unten zu kommen, jeweils die gleiche Strecke durchlaufen. Das heißt, wir haben hier einen gleichen Höhenunterschied. Und beim Stromkreis sind ja die Wasserräder die Lampen L2 und L1. Und er Höhenunterschied entspricht ja den einzelnen Spannungen, die an den Lampen anliegen. Das Formelzeichen für die Spannung ist das U. Das heißt, es gilt: U1=U2. Also, kurze Zusammenfassung: In einer Parallelschaltung ist die Spannung überall gleich. Aber es gibt ja nicht nur Parallelschaltung, es gibt ja auch Reihenschaltung oder unverzweigte Stromkreise. Da gelten nämlich ganz andere Regeln. Also: die Reihenschaltung. Dazu bauen wir direkt unter die Lampe L1 noch eine zweite Lampe L2 ein, also haben wir jetzt zwei Verbraucher. Und genau das Gleiche tun wir im Wasserkreislauf: Wir bauen direkt unter das erste Wasserrad noch ein zweites ein. So, und jetzt müssen wir den gesamten Höhenunterschied aufteilen, auf die beiden Wasserräder. Die gesamte Strecke oder die gesamte Spannung hat sich jetzt aufgeteilt auf 2 Teilstücke. Und zusammen ergeben die beiden Stücke wieder den gesamten Höhenunterschied. Und so ähnlich ist das auch bei der Reihenschaltung. Die Spannungsquelle liefert die Gesamtspannung, UGesamt. Und diese teilt sich nun auf an den Lampen in U1 und U2. In einer Reihenschaltung gilt nun also das Gesetz: UGesamt=U1+U2. Oder in Worten: In einer Reihenschaltung gilt: Die Teilspannungen addieren sich und ergeben dann die Gesamtspannung. Gut. Zum Schluss kommen wir noch zu etwas, was wir noch gar nicht betrachtet haben: die Einheit. Das ist das V, ausgesprochen: das Volt. Und das ist die Einheit der Spannung U. Gut, das war es zur Einführung in die Spannung. Ich hoffe, das Video hat euch gefallen. Bis zum nächsten Mal. Tschüss.