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Elektronik Grundlagen – Teil 1: Strom und Spannung « Physical Computing

Elektronik Grundlagen – Teil 1: Strom und Spannung

Ein elektrischer Stromkreis besteht aus mindestens einer Stromquelle und einem Widerstand.

Es gibt Wechselstrom (z.B. Steckdose) und Gleichstrom (z.B. Batterie, USB-Port, Gleichstromnetzteil). Im Physical Computing arbeiten wir fast ausschließlich mit Gleichstrom.

Kennwerte elektrischer Energie sind Strom (I) und Spannung (U).

Die elektrische Spannung (U) beschreibt den Potentialunterschied zwischen der positiv-geladenen und der negativ-geladenen Seite der Stromquelle. Würden wir uns elektrische Energie als Wasserfall vorstellen, wäre die Spannung gleich der Höhe des Wasserfalles. Je höher er ist, desto Energiereicher ist das fallende Wasser.

Der elektrische Strom (I) erfasst die Menge der bewegten Ladungsträger (Elektronen), die pro Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters (z.B. eines Kables) fließen. In unserem Wasserfallbeispiel wäre der Strom also gleich der Breite des Wasserfalls.

Um nun einen Rückschluss auf die Kraft (oder Leistung P) unserer elektrischer Energie zu ziehen, könnte man sagen, je höher der Wasserfall ist und je breiter er ist, desto mehr Kraft besitzt er. Je höher die Spannung und je höher der Strom, desto mehr Leistung können wir herausholen.

Die Leistung P ergibt sich aus dem Produkt aus Spannung mal der Stromstärke.
P=U*I

Zahlen:

Ein Staubsauger mit 2000 Watt (W) in unserem Stromnetz mit 230 Volt (V), hat eine Stromaufnahme von 8,7 Ampere (A).

Eine Leuchtdiode (LED) hat eine Leistung von 0,1 W bei einer Spannung von 5 V und eine Stromaufnahme von 0,02 A

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