Strom und Spannung

Strom und Spannung sind die wichtigsten Größen in elektronischen Schaltungen. Es gibt noch mehr, aber für den Moment wollen wir uns auf diese beiden konzentrieren.

Elektronik	Wasser
Draht	Schlauch
Spannung	Druck
Stromstärke	Wasserflussmenge pro Zeit

Spannungsmessung

In unserem Wasserexperiment haben wir schon gesehen, dass ein höherer Druck mehr Wasser durch den Schlauch fliessen lässt. Das Gleiche gilt in der Elektronik: hier fliessen Elektronen, das sind winzige (sie sind so klein, dass man sie nicht sehen kann) Teilchen, die eine elektrische Ladung tragen, durch einen Draht. Eine höhere Spannung treibt pro Zeiteinheit (z.B. pro Sekunde) mehr von ihnen durch den Draht, man sagt, dass dann ein größerer elektrischer Strom fliesst.

Jetzt wollen wir aber wissen, wie groß die Spannung ist. Dafür gibt es ein Messgerät, das Voltmeter. Die Einheit der elektrischen Spannung ist nämlich das VOLT, benannt nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta. Die Bezeichnung "meter" bedeutet hier "messen", also könnte man auch besser "Voltmesser" oder "Spannungsmesser" sagen, aber Voltmeter hat sich eingebürgert. So ist es halt.

Jede Gruppe hat ein Voltmeter, aber das kann noch viel mehr! Und weil es digital anzeigt, nennen wir es ein DMM, ein digitales Multi-Meter. Die Betreuer zeigen euch, wie man damit Spannungen messen kann. Vor der Messung wird das DMM auf Spannungsmessung eingestellt und dann erst angeschlossen. Das ist wichtig, weil es sonst kaputt gehen kann.

Eine Spannungsmessung wird immer parallel zum Bauteil vorgenommen. Wollen wir also z.B. die Spannung an der Diode (oder an der LED oder am Glühlämpchen) wissen, so schalten wir das Voltmeter parallel dazu, damit es den "Druck", die Spannung, die an dem Bauteil anliegt, messen kann:

Das geht oft recht gut mit sogenannten Kroko-Bandl. Mit den Krokodilklemmen (sehen aus wie das Maul eines Krokodils) kann man leicht an die Drähte vom Bauteil (und vom DMM) anklemmen.

Wir messen die Spannung an Diode, Leuchtdiode und Glühlämpchen.

Damit wir die Werte nicht vergessen, schreiben wir sie auf. Wie? In einer Tabelle!

Gruppe	Spannung/V
Reißnägel	xxx
Manhatten	xxx
Breadboard	xxx
Simulierer	xxx

Strommessung

Um den fliessenden elektrischen Strom zu messen verwenden wir ein Amperemeter. Die Einheit des elektrischen Stroms ist nämlich das Ampere, benannt nach dem französischen Physiker André-Marie Ampère. Wir könnten auch Strommesser dazu sagen, aber Amperemeter hat sich eingebürgert.

Unser DMM kann auch den Strom messen! Vor der Messung wird das DMM auf Strommessung eingestellt und dann erst angeschlossen. Das ist wichtig, weil es sonst kaputt gehen kann. Die Betreuer zeigen, wie das geht.

Eine Strommessung wird immer in Reihe mit dem Bauteil vorgenommen, weil dann der Strom durch das Messgerät fliessen muss. Wollen wir also z.B. den Strom, der durch die Diode (oder die LED oder das Glühlämpchen) fliesst wissen, so schalten wir das Amperemeter in Reihe dazu (ja, dazu muss man die bestehende Verbindung auftrennen):

Wir messen den Strom, der durch Diode, Leuchtdiode bzw. das Glühlämpchen fliesst.

Damit wir die Werte nicht vergessen, schreiben wir sie auf. Wie? In einer Tabelle!

Gruppe	Bauteil	Spannung/V	Strom/mA
Reißnägel	grüne LED	xxx	yyy
Manhatten	rote LED	xxx	yyy
Breadboard	Glühlampe	xxx	yyy
Simulierer	1N4148	xxx	yyy

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