Spannung und Stromstärke

in nur 12 Minuten? Du willst ganz einfach ein neues
Thema lernen in nur 12 Minuten?
-
5 Minuten verstehen
Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.
-
5 Minuten üben
Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.
-
2 Minuten Fragen stellen
Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.
Grundlagen zum Thema Spannung und Stromstärke
Die Begriffe Spannung und Stromstärke sind wichtige Größen in der Physik. Doch wie wirken diese Größen eigentlich auf die Elektronen? In diesem Video wird dir gezeigt was die physikalischen Größen Spannung, Stromstärke, elektrische Arbeit und Leistung sind. Zudem wird dir gezeigt, wie diese richtig verwendet werden. Diese Begriffe werden dir an alltäglichen Beispielen gezeigt. Auch lernst du, wie diese physikalischen Größen die Elektronen in einem Leiter beeinflussen, in einer Animation, kennen. Zudem erfährst du die Antwort auf die Frage: "Wird Strom verbraucht?". Weiterhin wird dir gezeigt, was wir bei einer Stromrechnung nun eigentlich bezahlen und was das mit einer Fahrkarte zu tun hat.
Spannung und Stromstärke Übung
-
Nenne die Eigenschaften der elektrischen Spannung.
TippsSchließt man zwei metallische Platten an eine Spannungsquelle an, dann werden die Platten umso stärker geladen, je höher die Spannung der Quelle ist.
LösungDer elektrische Strom basiert auf dem einfachen physikalischen Phänomen, dass sich unterschiedliche elektrische Ladungen anziehen und gleiche elektrische Ladungen abstoßen. Elektrischen Ladungen üben also eine Kraft aufeinander aus und können einander in Bewegung versetzen. Zwischen zwei unterschiedlich geladenen Punkten ergibt sich dabei ein elektrisches Feld. Je höher der Ladungsunterschied ist, desto stärker ist auch das elektrische Feld.
Die elektrische Spannung gibt nun an, welche Energie aufgewendet werden muss, oder welche Energie frei wird, wenn sich eine Ladung in diesem Feld bewegt. Sie entspricht daher der Energie pro Ladung.
-
Beschreibe die elektrischen Größen.
TippsDie Spannung ist ein Maß für die Fähigkeit einer Stromquelle, mechanische Energie zu liefern.
$1\text{ Watt}=1\frac{\text{ Joule}}{\text{Sekunde}}$
Die Einheit für die elektrische Energie ist Joule.
LösungDie elektrische Spannung ist ein Maß für die Fähigkeit einer Stromquelle, Arbeit zu verrichten. Sie gibt dabei an, welche Energie benötigt wird, oder welche Energie frei wird, wenn sich eine Ladung in einem elektrischen Feld bewegt.
Eine Spannung kann also eine Ursache dafür sein, dass sich elektrische Ladungen bewegen. Wie viele Ladungen dann pro Sekunde aufgrund der Spannung durch den Stromkreis fließen, gibt die Stromstärke an.
Das Produkt aus Spannung und Stromstärke ist die elektrische Leistung. Diese gibt an, welche elektrische Energie (mit der Einheit Joule pro Sekunde), verbraucht wird.
-
Bestimme die elektrische Leistung.
TippsDie elektrische Leistung ist das Produkt aus der Spannung und der Stromstärke.
Die Leistung in Watt gibt an, wie viel Energie (in Joule) ein elektrisches Gerät pro Sekunde verbraucht.
Ein Kilojoule entspricht 1000 Joule.
LösungDie elektrische Leistung ist das Produkt aus der anliegenden Spannung und der Stromstärke. Ihre Einheit ist das Watt, das einem Joule pro Sekunde oder einem Ampere mal einem Volt entspricht. Die Leistung des Kessels beträgt also: $P_{Kessel}=I\cdot U=3,6\,\text{A}\cdot 230 \,\text{V}=828\,\text{W}=828\frac{\,\text{J}}{\,\text{s}}$.
Der Kessel setzt also pro Sekunde eine Energiemenge von $828\,\text{Joule}$ um. In $15\,\text{s}$ beträgt die gesamte verbrauchte Energiemenge demnach: $E=P\cdot t=828\,\text{W}\cdot 15\,\text{s}=828\frac{\,\text{J}}{\,\text{s}}\cdot 15\,\text{s}=12\,420\,\text{J}=12,42\,\text{kJ}$. Der Kessel setzt also in einer halben Stunde eine Energie von $12,42\,\text{Kilojoule}$ um.
-
Bestimme die Kosten.
TippsDie elektrische Leistung erhältst du, indem du die Spannung und Stromstärke multiplizierst.
Es gilt:
$E=P\cdot t$
Dabei ist $E$ die elektrische Energie, $P$ die elektrische Leistung und $t$ die Zeit.
LösungWir entnehmen der Aufgabe die folgenden Größen:
- Spannung: $~U=230\ \text{V}$
- Stromstärke: $~I=2\ \text{A}$
- Betriebszeit: $~t=10\ \text{h}$
- Arbeitspreis: $~0,2\ \text{€/kWh}$
- $P=U\cdot I=230\ \text{V}\cdot 2\ \text{A}=460\ \text{W}=0,46\ \text{kW}$
- $E=P\cdot t=0,46\ \text{kW}\cdot 10\ \text{h}=4,6\ \text{kWh}$
- $4,6\ \text{kWh}\cdot 0,2\ \text{€/kWh}=0,92\ \text{€}$
-
Nenne die Einheiten der elektrischen Größen.
TippsOhm ist die Einheit des elektrischen Widerstands.
$1\,\text{W}=1\,\frac{\text{J}}{\text{s}}$
Coulomb ist die Einheit der elektrischen Ladung.
LösungDie wichtigsten Größen der Elektronik und ihre Einheiten sind:
- Spannung $U$ in Volt ($\text{V}$)
- Stromstärke $I$ in Ampere ($\text{A}$)
- Widerstand $R$ in Ohm ($\Omega$)
- Ladung $Q$ in Coulomb ($\text{C}$)
- Leistung $P_{el}$ in Watt ($\text{W}$)
- Energie $E_{el}$ in Joule ($\text{J}$)
- $U=R\cdot I$
- $I=\frac{Q}{t}$
- $P_{el}=U\cdot I$
- $P_{el}=\frac{E_{el}}{t}$
-
Ermittle jeweils die elektrische Energie.
TippsGehe wie folgt vor:
- Berechne zunächst die elektrische Leistung $P$ mit $P=U\cdot I$.
- Berechne dann die elektrische Energie $E$ mit $E=P\cdot t$.
Gib die elektrische Energie in Kilojoule an.
Bei der Rechnung musst du auch auf die Umrechnung der Zeiteinheiten achten.
LösungWir gehen bei allen Aufgaben wie folgt vor:
- Wir berechnen zunächst die elektrische Leistung $P$ mit $P=U\cdot I$.
- Wir berechnen schließlich die elektrische Energie $E$ mit $E=P\cdot t$ in Kilojoule.
Beispiel 1
Gegeben: $120\ \text{V}$ und $0,5\ \text{A}$ und $t=10\ \text{min}=600\ \text{s}$
Gesucht: $E$
Lösung: $E= 120\ \text{V}\cdot 0,5\ \text{A}\cdot 600\ \text{s}=36000\ \text{J}=36\ \text{kJ}$
Beispiel 2
Gegeben: $12\ \text{V}$ und $3,75\ \text{A}$ und $t=10\ \text{min}=600\ \text{s}$
Gesucht: $E$
Lösung: $E= 12\ \text{V}\cdot 3,75\ \text{A}\cdot 600\ \text{s}=27000\ \text{J}=27\ \text{kJ}$
Beispiel 3
Gegeben: $120\ \text{V}$ und $0,25\ \text{A}$ und $t=10\ \text{min}=600\ \text{s}$
Gesucht: $E$
Lösung: $E= 120\ \text{V}\cdot 0,25\ \text{A}\cdot 600\ \text{s}=18000\ \text{J}=18\ \text{kJ}$
Beispiel 4
Gegeben: $12\ \text{V}$ und $3\ \text{A}$ und $t=10\ \text{min}=600\ \text{s}$
Gesucht: $E$
Lösung: $E= 12\ \text{V}\cdot 3\ \text{A}\cdot 600\ \text{s}=21600\ \text{J}=21,6\ \text{kJ}$

Gefahren des elektrischen Stroms

Elektrischer Strom und seine Wirkungen

Elektrischer Strom – Was ist das?

Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom

Nichtleiter und Leiter

Elektrische Stromstärke als Grundgröße

Stromstärke

Elektrische Spannung

Spannung und Spannungsquellen

Spannung

Ohmsches Gesetz – elektrischer Widerstand

Widerstandsgesetz

Ohm'sches Gesetz

Elektrizität und elektrische Energie

Elektrische Leistung P

Elektrische Arbeit und Leistung – Überblick

Spannung und Stromstärke

Elektrizität in der Medizin

Thomas Edison

Elektrische Ladung und Stromstärke messen

Edison und das Licht – Es war einmal Forscher und Erfinder (Folge 18)
2.679
sofaheld-Level
6.280
vorgefertigte
Vokabeln
10.812
Lernvideos
43.887
Übungen
38.603
Arbeitsblätter
24h
Hilfe von Lehrer*
innen

Inhalte für alle Fächer und Klassenstufen.
Von Expert*innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.
Testphase jederzeit online beenden
Beliebteste Themen in Physik
- Temperatur
- Schallgeschwindigkeit
- Dichte
- Transistor
- Drehmoment
- Lichtgeschwindigkeit
- Galileo Galilei
- Flaschenzug, lose Rolle, feste Rolle
- Radioaktivität
- Lorentzkraft
- Wirkungsgrad
- Beschleunigung
- Gravitation
- Hookesches Gesetz und Federkraft
- Stromstärke
- Reihenschaltung
- Ohm'sches Gesetz
- Freier Fall
- Kernkraftwerk
- Atom
- Aggregatzustände
- Infrarot, UV-Strahlung, Infrarot UV Unterschied
- Isotope, Nuklide, Kernkräfte
- Transformator
- Trigonometrische Funktionen
- Lichtjahr
- SI-Einheiten
- Fata Morgana
- Gammastrahlung, Alphastrahlung, Betastrahlung
- Kohärenz Physik
- Mechanische Arbeit
- Schall
- Elektrische Leistung
- Dichte Luft
- Ottomotor Aufbau
- Kernfusion
- Trägheitsmoment
- Heliozentrisches Weltbild
- Energieerhaltungssatz Fadenpendel
- Linsen Physik
- Gewichtskraft
- Ortsfaktor
- Interferenz
- Diode
- Konvektion, Wärmestrahlung
- Schwarzes Loch
- Frequenz Wellenlänge
- Elektrische Energie
- Parallelschaltung
- Dopplereffekt, akustischer Dopplereffekt
10 Kommentare
Gut zusammen gefasst, hatte auf eine Zusammenfassung und eine Definition der Spannung gehofft
Hatte auf eine konkrete Definition der Spannung gehofft
Hallo Soognarf,
die elektrische Leistung P berechnet sich über P = U mal I. Ihre Einheit ist das Watt W.
Die elektrische Arbeit W und auch die elektrische Energie E besitzt die Einheit Joule J.
Im Video wird über die Einheiten gesprochen und nicht über die Formelzeichen.
das verwirrt mich jetzt ! Ich dachte immer, die Leistung ist P= U mal I un Watt und W ist die elektr. Arbeit in Ws, warum ist die Leistung elektr hier W ?
für mich leider nicht so gut erklärt deshalb nichtgut verstanden.
trotzdem danke :D