Spannung & Strom

Schaltung 01 · 5 kleine Schritte

Ein geschlossener Stromkreis

Die ideale Gleichspannungsquelle hält A gegenüber B auf +5 V. Leitungen sind ideal. Ein Widerstand schließt den Kreis. Die technische Stromrichtung verläuft außen von A durch R1 nach B.

Verfolge den Stromweg. Wo fließt der Strom zurück?
Hinweis
Eine Quelle braucht einen geschlossenen äußeren Stromkreis.
Lösung und Rechenweg
Von A durch R1 nach B und zur Quelle. Strom wird im Widerstand nicht verbraucht; dort wird elektrische Energie in Wärme umgewandelt.
Welche Spannung misst du zwischen A und B?
Hinweis
Die Messleitungen liegen parallel zum Widerstand.
Lösung und Rechenweg
Rechenblatt
$U_{AB}=+5\,\mathrm{V}$
$U_{BA}=-5\,\mathrm{V}$
Die Polung der Messleitungen bestimmt das Vorzeichen.
Rechne 1 kΩ in Ω um und bestimme I.
Hinweis
I = U/R; 1 kΩ = 1000 Ω.
Lösung und Rechenweg
Rechenblatt
$R=1\,\mathrm{k\Omega}=1000\,\Omega$
$I=\frac{U}{R}$
$I=\frac{5\,\mathrm{V}}{1000\,\Omega}$
${I=0{,}005\,\mathrm{A}=5\,\mathrm{mA}}$
Wie viel Leistung setzt R1 um?
Hinweis
P = U · I. Setze den Strom in Ampere ein.
Lösung und Rechenweg
Rechenblatt
$P=U\cdot I$
$P=5\,\mathrm{V}\cdot0{,}005\,\mathrm{A}$
${P=0{,}025\,\mathrm{W}=25\,\mathrm{mW}}$
Verdopple R1 gedanklich auf 2 kΩ. Was passiert? Prüfe im Modell.
Hinweis
Die Quelle hält U konstant.
Lösung und Rechenweg
Rechenblatt
$I=\frac{5\,\mathrm{V}}{2000\,\Omega}=2{,}5\,\mathrm{mA}$
$P=5\,\mathrm{V}\cdot0{,}0025\,\mathrm{A}$
${P=12{,}5\,\mathrm{mW}}$
Bei gleicher Spannung halbiert der doppelte Widerstand Strom und Leistung.

Erst selbst überlegen, dann die Lösung öffnen. Notiere bei Rechnungen immer Formel, eingesetzte Werte und Einheit.

Das Bild im Kopf

Stell dir einen geschlossenen Wasserkreislauf vor: Die Pumpe erzeugt einen Druckunterschied, eine Engstelle begrenzt den Durchfluss. Im elektrischen Modell entspricht der Druckunterschied der Spannung und der Durchfluss dem Strom. Die Analogie erklärt Zusammenhänge; Elektronen sind keine Wassertropfen, die erst vom Netzteil bis zur Lampe reisen müssen.

Das Prinzip

Spannung U misst du zwischen zwei Punkten in Volt. Strom I fließt durch einen Zweig und wird in Ampere gemessen. Ein Voltmeter liegt deshalb parallel zur betrachteten Strecke; ein Strommesser wird in den Zweig eingeschleift. Der Widerstand R verbindet bei einer ohmschen Last beide Größen.

Selbst ausprobieren

Interaktives Experiment

Verdopple die Spannung bei gleichem Widerstand. Der Strom verdoppelt sich, die Leistung vervierfacht sich. Verdopple anschließend den Widerstand: Welche Größen sinken?

Spannung5 VWiderstand1000 Ω

Modellgrenzen: Ideale Gleichspannungsquelle und temperaturunabhängiger ohmscher Widerstand. Keine Strombegrenzung, Leitungs- oder Kontaktwiderstände.

Ein konkretes Beispiel

5 V an 1 000 Ω ergeben 0,005 A, also 5 mA. Der Widerstand setzt 0,025 W um. An 10 V sind es 10 mA und 0,1 W. Das Netzteil drückt nicht seine aufgedruckte Maximalstromstärke durch jedes angeschlossene Bauteil.

Genauer verstehen · Formeln und Annahmen

Formelblatt

$I=\frac{U}{R}$

$P=UI=\frac{U^2}{R}$

$1\,\mathrm{A}=1\,\frac{\mathrm{C}}{\mathrm{s}}$

Die Stromstärke ist die zeitliche Änderung der Ladung: I = dQ/dt. Spannung ist Energie pro Ladung: 1 V = 1 J/C. Ein reales Netzteil hat Innenwiderstand und Strombegrenzung. Wird eine Grenze erreicht, kann die Ausgangsspannung sinken; dann gilt die Annahme einer unveränderten Quelle nicht mehr.

Ein häufiger Denkfehler. Ein Strommessbereich direkt an einer Spannungsquelle ist nahezu ein Kurzschluss. Beginne praktisch mit Kleinspannung und Strombegrenzung; prüfe Messbuchse und Messart vor dem Anschließen.

Werkstattfazit

Erst fragen: Welche Spannung liegt wo an, und durch welchen Weg fließt Strom? Wer diese beiden Fragen auseinanderhält, findet viele Fehler schon vor dem Löten.

Quellen & Nachvollziehbarkeit

MIT OpenCourseWare · Circuits and Electronics ↗

Eigene Illustrationen und Lehrrechnungen. Keine Messdaten eines konkreten Produkts. Redaktioneller Stand: 11.10.2026.

Selbst rechnen · Lösungen aufklappen

Notiere zuerst deine Vermutung, danach deine Rechnung. Öffne die Lösung erst zum Vergleichen.

01 · Eine ideale 6-V-Quelle speist 300 Ω. Markiere die technische Stromrichtung und berechne I.

Lösung mit Rechenweg anzeigen

Außerhalb der Quelle: von Plus nach Minus.
Spannung durch Widerstand teilen.
I = 20 mA.

Rechenweg

$I=\frac{6\,V}{300\,\Omega}=0{,}020\,A$

02 · Wandle 0,004 A in mA und 4,7 kΩ in Ω um. Warum helfen gleiche Einheiten?

Lösung mit Rechenweg anzeigen

Milli bedeutet ein Tausendstel: 4 mA.
Kilo bedeutet tausend: 4700 Ω.
Einheiten vor dem Einsetzen vereinheitlichen.

Rechenweg

$0{,}004\,A=4\,mA;\quad 4{,}7\,k\Omega=4700\,\Omega$

03 · An 470 Ω liegen 9 V. Berechne Strom und Verlustleistung. Reicht 0,125 W?

Lösung mit Rechenweg anzeigen

I = 9/470 = 19,15 mA.
P = 81/470 = 0,172 W.
0,125 W reicht nicht; Belastbarkeit mit Reserve wählen.

Rechenweg

$P=\frac{U^2}{R}=\frac{81}{470}\,W\approx0{,}172\,W$

04 · 220 Ω und 330 Ω liegen in Reihe an 11 V. Bestimme Gesamtwiderstand und Strom.

Lösung mit Rechenweg anzeigen

Reihenwiderstände addieren: 550 Ω.
Durch beide fließt derselbe Strom.
11 V / 550 Ω = 20 mA.

Rechenweg

$R_\Sigma=220+330=550\,\Omega$

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