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Elektrochemie

Der Stromkreis

Abb.1
Einfacher Stromkreis mit Messgeräten

Amperemeter (A)

Misst den Strom I in Ampere von der Stromquelle zum Verbraucher (Beachte: I > für den oben dargestellten Elektronenfluss). Sein Innenwiderstand (kleines grünes Kästchen im Kreis) ist im Idealfall Null.

Voltmeter (V)

Misst die Spannung U am Verbraucher, die für einen unendlich kleinen Innenwiderstand des Amperemeters gleich der Ausgangsspannung der Stromquelle ist. Sein Innenwiderstand ist im Idealfall unendlich groß.

Stromquelle (S)

Die dicken Punkte symbolisieren den äußeren Plus- bzw. Minuspol der Stromquelle. Sie ist durch drei Kenngrößen charakterisiert. Wenn der Verbraucherwiderstand unendlich groß ist (offene Enden der Stromquelle), zeigt das Voltmeter die Leerlaufspannung U an. Wenn der Verbraucherwiderstand Null ist (Kurzschluss der Stromquelle mit einem dicken Cu-Kabel), zeigt das Amperemeter den Kurzschlussstrom I an. Beide Messungen lassen sich gemäß des Ohm'schen Gesetzes zum inneren Widerstand R i = U 0 / I 0 vereinigen.

Verbraucher (R)

Verbraucher ist in diesem Beispiel eine Lampe, die durch den Widerstand gekennzeichnet ist.

Leistung

Mit U = I und U 0 = I R + R i , erhalten wir für die von der Stromquelle an den Verbraucher abgegebene Leistung die allgemeine Gleichung

P R = U 0 2 R R + R i 2

Es gilt:

P 0 wenn R R i da U U 0 und I 0 P = 0 wenn R = R i da U = 1 2 U 0 und I = U 0 4 R P 0 wenn R R i da U 0 und I 0

Dem besseren Verständnis der Größen I , U , und soll nachfolgende Rechenübung dienen.

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