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Stromkreis: einfach erklärt

Blick auf einen selbst gebauten Stromkreis, in dem eine Glühlampe leuchtet.

Jedes elektrische Gerät verbraucht Strom, wenn es angeschaltet ist. Das Gerät arbeitet aber nur, wenn es über einen geschlossenen Stromkreis mit einer Stromquelle verbunden ist. Das heißt, dass der Strom im Kreis fließen kann. Doch aus welchen Bauteilen besteht dieser Stromkreislauf? Wir erklären ganz einfach, wie Strom fließt und wie man einen solchen Stromkreis selbst bauen kann.


Häufige Fragen zum Thema Stromkreis

Da Elektrizität unsichtbar ist, können wir uns ihre Stärke nur schwer vorstellen. Doch Strom lässt sich messen. Die Stromstärke beschreibt, wie viele Elektronen in jeder Sekunde durch ein Kabel fließen. Die Maßeinheit dazu lautet “Ampere” (A). Wenn wir uns Flüsse als Vergleich vorstellen, führen diese unterschiedlich viel Wasser. Je mehr Wasser vorhanden ist, desto stärker ist der Fluss.

Die elektrische Spannung zeigt uns, wie stark der Antrieb des Stroms ist. Sie wird mit “Volt” (V) gemessen.  Je schneller der Strom fließt, desto gefährlicher wird er für uns Menschen. Batterien haben nur bis zu 9 Volt. Strom aus der Steckdose hat 230 Volt, also viel Kraft oder Spannung.

Die jeweilige Stromstärke und die Spannung machen die Leistung eines Elektrogeräts oder einer Lichtquelle wie der Glühlampe aus. Wir messen diese Leistung in “Watt” (W) – je höher die Zahl auf dem Gerät oder der Lampe ist, desto stärker beziehungsweise heller ist es.



Was ist ein Stromkreis?

Darstellung eines Stromkreises mit Schalter mit Batterie als Stromquelle

Ein Stromkreis ist ein abgeschlossenes System elektrischer Leiter, die so miteinander verbunden sind, dass elektrische Ladung “im Kreis” fließen kann. Als Leiter bezeichnet man Materialien, durch die elektrischer Strom fließen kann. Der Stromkreis sorgt dafür, dass der Strom von der Quelle zu jenem Gerät fließt, das wir mit Strom versorgen möchten.

Jeder Stromkreis besteht aus einer Strom- bzw. Spannungsquelle, einem Verbraucher – beispielsweise einer Glühlampe –  und Leitungen, über die diese miteinander verbunden sind. Mit Hilfe eines Schalters  kann der Stromkreis geschlossen und geöffnet werden. Strom fließt immer dann durch den Stromkreis, wenn der Kreislauf geschlossen ist.


Achtung beim Umgang mit Strom!

Das Kabel eines Elektrogeräts darf nie zerschnitten werden – das ist gefährlich! Nur bei solch ungefährlichen Experimenten mit einer Batterie ist das Zerschneiden der Kabel möglich. Kinder sollten Experimente mit Strom zur Sicherheit nur in Anwesenheit Erwachsener durchführen.



Wie fließt Strom in einem Stromkreis?

Der Strom fließt von einem Pol der Steckdose zum elektrischen Gerät und wieder zurück zum anderen Pol der Steckdose. Genauer gesagt fließen unvorstellbar kleine Teilchen namens Elektronen in diese Richtung. Die Steckdose dient dabei als Stromquelle. Es gibt dabei einen Pluspol und einen Minuspol. Doch in welche Richtung fließt der Strom?

Die Elektronen fließen vom Minuspol zum Pluspol, von dem sie angezogen werden. Daher wird bei der physikalischen Stromrichtung “von minus zu plus / von - zu +” gesprochen. Es wäre also naheliegend, diese Richtung für den Strom festzulegen.

Allerdings hatten sich die Experten vor langer Zeit geirrt und den Stromfluss in die andere Richtung beschrieben. Sie legten fest, dass die Teilchen im Strom “von plus zu minus / von + zu -” wandern. Heute wissen wir das zwar genauer, aber aufgrund der Gewohnheit wird diese technische Stromrichtung weiterhin für elektronische Pläne als Standard verwendet.

Schaltzeichen verschiedener Bauteile eines Stromkreises

Stromkreis als Skizze

Elektrische Stromkreise lassen sich mit Schaltplänen vereinfacht darstellen. Es gibt grafische Symbole für die Bauteile, Geräte und Leitungen, auf die man sich geeinigt hat. Durch diese einheitlichen Schaltzeichen können Elektrotechniker, Wissenschaftler, aber auch Schüler schnell einen Stromkreis verstehen. Falls es nicht ausdrücklich erwähnt wird, verwendet man in Schaltplänen die technische Stromrichtung für Elektrizität. Um sicher zu gehen, kann man mit einem Pfeil die Richtung des Stroms in der Skizze zeichnen.



Parallelschaltung und Reihenschaltung einfach erklärt

In einem Stromkreis kann es auch mehrere Verbraucher geben. Je nachdem, wie diese miteinander verbunden sind, sprechen wir von einer Reihen - bzw. Parallelschaltung

Reihenschaltung

Schaltplan einer Reihenschaltung mit einer Batterie und zwei Glühlampen

Bei einer Reihenschaltung werden unsere Glühlämpchen nicht gleichzeitig, sondern nacheinander verbunden. Durch alle Lampen fließt der Strom erst der Reihe nach bis zur Batterie. Wenn wir nun ein Glühlämpchen aus der Reihe entfernen oder es kaputt geht, dann werden auch alle anderen erlöschen. Manchmal kommt das bei Lichterketten vor und man muss solange suchen, bis man die defekte Stelle findet.

Parallelschaltung

Schaltplan einer Parallelschaltung mit einer Batterie und zwei Glühlampen

Stellen wir uns mehrere kleine Glühlampen mit jeweils einem eigenen Kabel vor. Wenn wir nun die Lampen gleichzeitig mit einer Stromquelle wie einer Batterie verbinden, dann spricht man von einer Nebeneinander- oder Parallelschaltung.  Es entstehen dabei mehrere, voneinander getrennte Stromkreise. Nehmen wir eine Glühlampe weg, so leuchten die anderen weiter. Der Strom teilt sich auf und die Spannung bleibt konstant.

Wussten Sie schon?

Dinge, durch die elektrischer Strom fließen kann, nennt man Leiter. Alle anderen Materialien, die keinen oder nur sehr schwer Strom leiten können, sind sogenannte Nichtleiter oder Isolatoren. Aber was genau steckt hinter dieser Eigenschaft eines Stoffes und welche Materialien sind gute Leiter?



Selbst einen Stromkreis bauen

Es ist möglich, einen Stromkreislauf ohne oder mit Schalter ganz einfach selbst zu bauen. Wir erklären Schritt für Schritt, wie das funktioniert. Folgende Bauteile, die beispielsweise in Experimentierkästen erhältlich sind, sind für einen Stromkreis ohne Schalter notwendig:

  • Batterie mit 4,5 Volt
  • kleine Glühlampe
  • zwei dünne Kabel, jeweils 20 Zentimeter lang
Anleitung
  1. Mit einem Messer vorsichtig das Plastik von den Enden der Kabel entfernen.
  2. Die freiliegenden Drähte nun um die Pole der Batterie wickeln.
  3. Jetzt ein Kabel an der Fassung der Glühlampe befestigen.
  4. Das andere Kabel an das Metall unterhalb der Fassung befestigen.
  5. Die Glühlampe leuchtet.

Selbst gebauter Stromkreises mit Schalter, Batterie als Stromquelle und Glühlampe als Verbraucher

Was ist passiert?

Dadurch, dass der Stromkreis geschlossen wurde, kann der Strom vom Minuspol der Batterie zur Glühlampe fließen und von der Glühlampe zurück zum Pluspol der Batterie. Mithilfe eines Schalters kann der Stromfluss unterbrochen werden. Auch dieser kann selbst gebaut werden:



Stromkreis mit Schalter bauen

Schalter umlegen und Strom sparen

Gerade im Wohnzimmer benutzen wir viele Geräte mit Stand-by-Modus: Fernseher, Festplattenrecorder & Co. warten ununterbrochen auf ihren Einsatz – und verbrauchen damit auch ständig Strom. So viel Strom, dass Sie bis zu 150 € Stromkosten pro Jahr sparen können, wenn Sie sich angewöhnen, Haushaltsgeräte richtig auszuschalten

Glühlampen oder elektrische Geräte wie der Fernseher, der Computer und die Waschmaschine sollen nicht ständig Strom verbrauchen. Das wäre Verschwendung. Deshalb gibt es Schalter. Mit einem Schalter öffnet man den Stromkreis und schaltet die Geräte an und aus. Wenn das Gerät ausgeschaltet ist, fließen die Elektronen nicht mehr. Dann ist der Stromkreis unterbrochen.

Unser selbst gebauter Stromkreis kann ganz einfach mit einem Schalter ergänzt werden. Dafür werden folgende Bauteile benötigt:

  • selbst gebauter Stromkreis mit Glühlampe
  • ein Stück Alufolie
  • eine kleine Pappe
Anleitung
  1. Einen der beiden Drähte des Stromkreises in zwei Hälften teilen und das Plastik an den Enden entfernen.
  2. Ein Stückchen Alufolie auf eine Seite der kleinen Pappe kleben.
  3. Die Drähte auf die andere Seite der Pappe legen.
  4. Wird die Alufolie nun auf die Pappe gedrückt, leuchtet die Lampe.
Selbst gebauter Stromkreis-Schalter aus Pappe und Alufolie

Was ist passiert?

Sobald die Alufolie des selbst gebauten Schalters die beiden Drähte berührt, ist der Stromkreis wieder geschlossen und der Strom kann fließen. Wird die Pappe wieder geöffnet, ist auch der Stromkreis wieder getrennt.



Stromleiter-Experiment mit Elektrolyten

Nicht nur feste Dinge leiten Strom, auch Flüssigkeiten können Elektrizität erzeugen. Solche Flüssigkeiten heißen Elektrolyte. Voraussetzung dafür ist, dass die Flüssigkeit genügend Säuren oder Salze enthält. Und was ist bekanntlich sauer? Genau, die Zitrone. Mit den folgenden Bauteilen können Sie einen Stromkreis mit einer Zitrone als Spannungsquelle bauen:

  • eine Zitrone
  • einen Reißnagel aus Messing
  • eine dünne Büroklammer aus Eisen
  • kleine Glühlampe (3 V)
  • zwei dünne Kabel, jeweils 20 Zentimeter lang
  1. Der Reißnagel wird in eine Seite der Zitrone gesteckt.
  2. Die Büroklammer wird in die andere Zitronenseite gesteckt.
  3. Mit einem Messer vorsichtig das Plastik von den Enden der Kabel entfernen.
  4. Reißnagel und Büroklammer werden jetzt mit je einem Kabelende verbunden.
  5. Die anderen Kabelenden werden mit der Glühlampe verbunden.
  6. Die Lampe leuchtet.

Was ist passiert? Die Zitrone mit den Metallteilen funktioniert so ähnlich wie eine Batterie und lässt Strom entstehen, der durch den geschlossenen Stromkreis fließen kann und die Glühlampe leuchten lässt.

Ist der Stromkreis geschlossen?

Hier siehst du fünf Zeichnungen von Stromkreisen. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, leuchtet die Glühlampe. Markiere die geschlossenen Stromkreise und klicke auf den Haken.

Glückwunsch, der Stromkreis ist geschlossen!

Super. Du hast das Prinzip des Stromkreises verstanden. Beim nächsten Spiel kannst du anklicken, was du für einen Stromkreis genau brauchst.

Leider nicht richtig, versuche es erneut.

Hier siehst du fünf Zeichnungen von Stromkreisen. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, leuchtet die Glühlampe. Markiere die geschlossene Stromkreise mit einem Haken.

Finde heraus, wann das Lämpchen brennt.

Elektronen können sich nur durch bestimmte Materialien bewegen. Finde heraus, durch welche Gegenstände Strom fließen kann. Und welche dafür nicht geeignet sind.

Das ist richtig

Der Gegenstand ist aus leitfähigem Material und der Stromkreis ist geschlossen, die Lampe leuchtet

Knapp daneben

Der Gegenstand ist leider nicht aus leitfähigem Material und der Stromkreis ist nicht geschlossen, die Lampe leuchtet nicht

Wie funktioniert ein Stromkreis?

Weißt du, was du genau brauchst, damit ein Stromkreis funktioniert und die Glühlampe leuchtet? Bitte wähle jeweils einen der Gegenstände aus.

Du brauchst:

Alles richtig, Aufgabe geschafft!

Die Glühlampe leuchtet, weil sie über einen geschlossenen Stromkreis mit der Stromquelle, der Batterie, verbunden und der Schalter geschlossen ist.

Leider falsch, versuche es nochmal!

Leider wurden nicht alle Gegenstände für einen geschlossenen Stromkreis richtig ausgewählt.

So funktioniert ein Stromkreislauf

Ein elektrisches Gerät arbeitet nur, wenn es über einen geschlossenen Stromkreis mit einer Stromquelle, z.B. Batterie verbunden ist. Dann kann der Strom im Kreis fließen. Mit einem Schalter schließt und trennst du den Stromkreis und schaltest die Geräte an und aus.

Eine Stromquelle

Ein Gerät, das Strom benötigt

Eine Verbindung von der Stromquelle zum elektrischen Gerät

Einen Gegenstand, mit dem man das Gerät an- und ausschlten kann

Eine Verbindung vom elektrischen Gerät zur Stromquelle

Glühlampe

Kupferdraht

Kupferdraht

Schalter

Batterie

Ist der Stromkreis geschlossen?

Welche Gegenstände leiten Strom?

Wie funktioniert ein Stromkreis?

Durch einige Gegenstände können die Elektronen besonders gut fließen, zum Beispiel durch Metall.

Umgangssprachlich werden Glühlampen wegen ihrer Form als Glühbirnen bezeichnet.

Die Elektronen können nur dann fließen, wenn der Stromkreis geschlossen ist.


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