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Spannung

Eine Batterie in der Schublade liefert keinen Strom – Spannung hat sie trotzdem. Sie ist der Antrieb, der die Ladungen im Stromkreis überhaupt erst in Bewegung bringt.

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Erklärung — woher die Ladungen ihren Antrieb bekommen

Ladungen bewegen sich nur, wenn sie angetrieben werden. Diesen Antrieb liefert die Spannungsquelle.

  • Antrieb:Zwischen den beiden Polen der Quelle besteht ein Unterschied — je größer er ist, desto kräftiger werden die Ladungen angetrieben.
  • Energie je Ladung:Die Spannung gibt an, wie viel Energie jede einzelne Ladung mitbekommt und im Bauteil wieder abgibt.
  • Immer zwischen zwei Punkten:Ein Unterschied braucht zwei Stellen — sage also „Spannung über der Lampe“ oder „Spannung der Batterie“.

Spannung — Energie pro Ladung

Netzgerät, Lampe und Voltmeter im Stromkreis – real und als Schaltskizze. Wie viel Energie kann bei 1 Coulomb Ladung umgewandelt werden?

Spannung und Energie

Netzgerät, Lampe und parallel geschaltetes Voltmeter Bei 4,5 Volt können pro 1 Coulomb Ladung 4,5 Joule Energie umgewandelt werden. Der Energiebalken reicht von 0 bis 12 Joule.
Spannung U4,5 V
Ladung Q1 C
Energie E4,5 J
Bei 4,5 V können pro 1 C Ladung 4,5 J Energie umgewandelt werden.

Hinweis: Spannung gibt die Energie pro Ladung an: 1 Volt = 1 Joule pro Coulomb. Höhere Spannung bedeutet bei gleicher Ladung mehr Energie – die Lampe leuchtet heller.

Halte fest: Im Applet bleibt die Ladung die ganze Zeit bei 1 C; verändert wird nur, wie viel Energie diese eine Ladung mitbekommt. Die Spannung sagt also nichts darüber, wie viel Ladung fließt, sondern nur, wie stark jede einzelne Ladung angetrieben wird. Und dieser Wert gehört immer zu den beiden Punkten, zwischen denen das Voltmeter angeschlossen ist.

Spannung – Energie je Ladung
U = Energie je Ladung
U

Spannung in Volt (V), gemessen zwischen zwei Punkten.

1 V heißt: jede Ladung von 1 Coulomb (C) kann 1 Joule (J) Energie abgeben

Immer dazusagen, wo: „Spannung über der Lampe“, „Spannung der Quelle“

Spannung und fließender Strom sind zwei verschiedene Dinge.

  • Spannung ohne Strom:Eine 9-V-Batterie in der Schublade hat 9 V zwischen ihren Polen. Es fließt trotzdem nichts, weil der Stromkreis offen ist.
  • Was die Lampe umsetzt:Nicht die Ladungen, sondern die Energie, die sie dort abgeben. Die Ladungen laufen weiter zum Minuspol.
  • Leere Batterie:Sie ist nicht „ohne Ladung“ — sie kann nur keine Energie mehr nachliefern.
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Hinweise

Drei Stellen, an denen sich Spannung und Stromstärke gern vermischen:

Hinweis

Sage nie „Spannung im Draht“, sondern „Spannung über der Lampe“. Das Voltmeter kommt parallel zu genau diesem Bauteil.

Hinweis

Formelzeichen ist U, Einheit Volt (V). Richtig ist U = 4,5 V – ein „V = 4,5 V“ kostet Punkte.

Hinweis

Schreibe zu jedem Wert dazu, wo du gemessen hast: U (Lampe) = 4,5 V.

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