Stromkreis

Arbeitsblätter mit Übungen und Aufgaben zum Stromkreis für Physik in der 7. Klasse am Gymnasium - mit Lösungen!

Zum Betreiben sämtlicher elektrischer Geräte benötigt man eine elektrische Quelle wie zum Beispiel Batterien, beleuchtete Solarzellen oder Steckdosen. Diese versorgen die Geräte mit elektrischem Strom, sofern die Anschlussstellen der Geräte mit denen der Quelle verbunden sind. Man spricht dann von einem geschlossenen Stromkreis. Die Verbindungen zwischen Gerät und Quelle werden Leitungen genannt, die Anschlussstellen der Quelle heißen Pole.

Verbindet man die Pole einer elektrischen Quelle direkt miteinander, so erhitzen sich die Geräteteile so stark, dass sie beschädigt werden können. Dieses Phänomen nennt man Kurzschluss. Damit dies nicht passiert, werden in viele Geräte so genannte Sicherungen eingebaut, die den Stromkreis aber einer gewissen Stromstärke unterbrechen.

Wie gut etwas Strom leitet, hängt von seiner Leitfähigkeit ab, die von Material zu Material unterschiedlich ist. Metalle sind beispielsweise sehr gute Leiter, weshalb sie für die Leitungen in Stromkreisen verwendet werden. Auch manche Flüssigkeiten wie zum Beispiel wässrige Lösungen von Salzen, Laugen oder Säuren können elektrisch leiten. Schlecht leitende Materialien wie Porzellan oder PVC können zur Isolierung elektrischer Leitungen genutzt werden. Man nennt sie auch Isolatoren.

Mithilfe eines Schalters können Stromkreise geschlossen und wieder geöffnet werden. Er kann überall in einem Stromkreis eingebaut werden.

Es gibt international genormte Symbole, so genannte Schaltzeichen, zur Darstellung der einzelnen Elemente eines Stromkreises.

Einige Beispiel für Schaltzeichen sehen so aus:

Die Verbindungslinien zwischen diesen Schaltzeichen stellen die Leitungen dar. So ergeben sich Schaltpläne von Stromkreisen, die wie folgt aussehen können:

Bei Gleichstrom besitzt die Quelle einen festen Minus- und einen festen Pluspol, während sich bei Wechselstrom die Pole ständig vertauschen, und somit auch die Stromrichtung wechselt. Mit einer Glimmlampe kann man einfach herausfinden, ob es sich bei der benutzten Stromquelle um Gleich- oder um Wechselstrom handelt. Denn das Gas in der Glimmlampe leuchtet immer an dem Drahtende, an dem der Minuspol der Quelle angeschlossen ist. Leuchten die Enden der Glimmlampe also abwechselnd, so handelt es sich um Wechselstrom.

Batterien sind stets Gleichstromquellen, da sie einen festen Minus- und einen festen Pluspol haben. Die bekannteste Wechselstromquelle ist die Steckdose.

Im Alltag spricht man oft von der Strömung von Wasser. Dies macht deutlich, dass anscheinend eine Analogie zum elektrischen Strom vorliegt. Unter einem geschlossenen Wasserkreislauf versteht man eine Wasserleitung, aus der kein Wasser verloren geht und der auch kein Wasser zugeführt wird.

Als Quelle für den Wasserkreislauf dient eine Pumpe, die das Wasser zum Fließen bringt. Analog zum Schalter im elektrischen Stromkreis, kann man auch die Strömung des Wassers aufhalten durch ein Absperrventil. Mit einem Durchflusszähler wird die geflossene Menge an Wasser pro Zeitspanne gemessen.

Die folgende Gegenüberstellung soll die Funktion der einzelnen Bauelemente verdeutlichen und mit dem elektrischen Stromkreis vergleichen:

Mehr Arbeitsblätter zum Thema Strom für Physik findet Ihr unter der Rubrik Wirkungen des Stroms hier beim Übungskönig - dort gibt es ebensfalls Übungen für die 7. Klasse. Und ganz einfache Übungen zum Stromkreis gibt es beim Grundschulkönig.