Stromkreisen

Stromkreise sind geschlossene Wege, durch die elektrische Ladung von einer Spannungsquelle zu Verbraucherkomponenten fließt. Typische Bestandteile sind Spannungsquellen (Batterien, Netzteile), Leiterbahnen, Verbraucher (Widerstände, LEDs, Motoren) sowie Schalter oder Sicherungen. Ein Stromkreis wird geschlossen, wenn der Pfad frei ist und eine potenzielle Differenz vorhanden ist; ansonsten fließt kein nennenswerter Strom.

Die Analyse von Stromkreisen basiert auf grundlegenden Gesetzen wie dem Ohmschen Gesetz und den Kirchhoffschen Regeln. Das Ohmsche Gesetz U = R I gilt für viele Bauteile als Näherung. Kirchhoffs Spannungsregel besagt, dass die Summe der Spannungen in einer geschlossenen Schleife null ist; die Kirchhoffsche Stromregel besagt, dass die Summe der Ströme, die einen Knoten verlassen, gleich der Summe der Ströme ist, die hinein fließen. Bei Wechselstrom treten zusätzlich Impedanzen von Induktivität und Kapazität auf, wodurch Phasenverschiebungen entstehen.

Es gibt verschiedene Grundarten von Stromkreisen: Reihenschaltungen, bei denen derselbe Strom durch alle Bauteile fließt und die Spannungen sich nach dem Widerstand verteilen; Parallelschaltungen, bei denen alle Bauteile die gleiche Spannung haben und die Ströme sich aufteilen; sowie Mischformen (Seri-Parallel). Bei Gleichstrom dominiert oft das Ohmsche Verhalten; bei Wechselstrom spielen Induktivität und Kapazität eine Rolle, und es spricht man von Impedanz.

Stromkreise verwenden sowohl passive Bauelemente wie Widerstände, Spulen und Kondensatoren als auch aktive Elemente wie Spannungsquellen, Dioden oder Transistoren. Sie werden in der Elektronik, der Elektroinstallation und der Lehre genutzt, um Grundprinzipien zu vermitteln. Sicherheitsaspekte wie Isolierung, Schutzschalter und Sicherungen sind wesentliche Praxisbestandteile.