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Im letzten Artikel dieser Serie ging es um den Begriff elektrische Ladung. Die Grundbegriffe der Elektrotechnik sind auch Teil der Ausbildung zum IT-Systemkaufmann. Im heutigen Teil dieser Artikelreihe gehe ich auf elektrische Spannung und die Zählrichtung von der elektrischen Spannung ein.

Die elektrische Spannung Definition

Die elektrische Spannung gibt das Ausgleichsbestreben zwischen zwei Polen wieder. Anders gesagt, gibt die elektrische Spannung wieder, wie viel Arbeit bzw. Energie benötigt wird, damit ein Objekt einer bestimmten Spannung bewegt werden kann und das innerhalb eines elektrisches Feldes.

Das Formelzeichen und die Formel der elektrischen Spannung

Formelzeichen ist U. Berechnet wird U (die elektrische Spannung) durch folgende Formel, U = R * I. Oder in Worten ausgedrückt, die elektrische Spannung entspricht dem Produkt des ohmschen Widerstandes und der Stromstärke.

Beispiele zum verdeutlichen der Potentialdifferenz bzw. der elektrischen Spannung

Potentialdiferenz Beispiel 1Hier sind zwei Wasserfässer als Beispiel. Wenn diese mit einem Schlauch verbunden werden und auf unterschiedlicher Höhe stehen und man zusätzlich noch das obere Fass mit Wasser füllt. Wird das untere ebenfalls gefüllt, bis ein bestimmtes Potential erreicht wurde. An dem Schlauchausgang des höher gelegenen Fasses entsteht ein Wiederstand, je nachdem wie groß dieser ist, entwickelt das Wasser, welches durch den Schlauch fließt eine gewisse Geschwindigkeit bzw. einen gewissen Strom (Menge des Wasser, welches in einer festgelegten Zeit durch den Schlauch fließt). Multipliziert man jetzt diese 2 Faktoren miteinander kann man die Arbeit welche verrichtet werden muss, um dieses Potential auszugleichen berechnen. Die Differenz zwischen zwei elektrischen Spannungen wird als Potentialdifferenz bezeichnet.

Potentialdiferenz Beispiel 2 elektrischer Spannung

Zählrichtung der Spannung

Die Zählrichtung von Spannungen richtet sich immer nach dem Grundsatz, dass diese vom Elektronenmangel zum Elektronenüberschuss verläuft und somit die Polarität wiedergibt.

Eine positive Zählrichtung ist vom Pluspol zum Minuspol und eine Negative vom Minuspol zum Pluspol. Die Angabe erfolgt durch einen Pfeil z.B. am Formelzeichen.

Bei der Angabe von werden die Zahlen unten angehangen.

Bsp.: U21 bedeutet 2 ≅ Messpunkt 2 und 1 ≅ Messpunkt 1

Geschrieben wird immer vom Ausgangspunkt der Messung in diesem Fall (2) zum Endpunkt der Messung (1).

Bei der Potentialberechnung bestimmt die Pfeilrichtung das Rechenzeichen. Pfeile vom Ausganspunkt zum 0 Punkt werden immer mit + (positiv) gerechnet und Pfeile in der anderen Richtung mit – (negativ).

Beispieldarstellung:

gegeben: UA = 750 mV; UE = –1,03 V; UBC = –2,35 V; UED = –1,08 V und UC = –130 mV

Daraus ergeben sich für UD; UB und UAB folgende Rechnungen.

UD = –UED + UE = –(-1,08 V) + (-1,03 V) = 0,05 V = 50 mV

UB = UC + UBC = (-0,13 V ) + (-2,35 V) = –2,48 V

UAB = UA – UB = 750 mV – (-2,48 V) = 0,75 V – (-2,48 V) = 3,23 V

Grafisch sieht das Ganze dann folgendermaßen aus:

Potentialdifferenz grafische Darstellung

Zurück zu Teil 1

Das war eine kurze Zusammenfassung was man von der Ausbildung behalten sollte zum Thema elektrische Spannung und Zählrichtung von Spannungen. Das nächste mal geht es um elektrischer Strom und Ladung.



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