4.6.6 Elektrische Leiter und lsolierstoffe

Stoffe, die viele frei bewegliche Elektronen besitzen, sind gute elektrische Leiterwerkstoffe. Zu ihnen gehören zum Beispiel Kupfer, Aluminium, Silber, Gold, Eisen und Kohle.
Stoffe, die keine freien Elektronen besitzen, heißen Nichtleiter. Dazu gehören Kunststoffe, Gummi, Glas, Porzellan, Papier und trockenes Holz. Halbleiter sind Stoffe, bei denen erst durch äußere Einflüsse Valenz-elektronen frei werden, die sie leitfähig machen. Dazu gehören Silizium, Selen und Germanium.

Strom- und Spannungsmessung
Ein Spannungsmesser (Voltmeter) wird an den Stromkreis, also parallel zu Spannungsquelle und Verbraucher, geschaltet. Ein Strommesser (Amperemeter) liegt im Stromkreis, also in Reihe mit Spannungsquelle und Verbraucher, weil der gesamte Strom, dessen Stärke gemessen werden soll, durch ihn hindurchfließen muss.

Abb. 378: Spannungs- und Strommesser (Quelle: Eigene Darstellung)

Ohmsches Gesetz
Legt man einen Widerstand an eine Spannung und bildet damit einen geschlossenen Stromkreis, so fließt durch den Widerstand ein bestimmter Strom. Die Stärke dieses Stromes hängt ab von der angelegten Spannung und dem Widerstand. Also sind in einem Stromkreis zwei Größen bekannt, und so kann man mit dem „Ohmschen Gesetz“ die dritte Größe ausrechnen.

Spannung   U (in V = Volt)
Strom           I (in A = Ampere)
Widerstand R (in Ω = Ohm)

I = U : R
R = U : I
U = R x I

Rechnen mit dem Ohmschen Gesetz

Beispiel:
An einem Widerstand von 10 Ω liegt eine Spannung von 5 V. Berechne den Strom in dem Widerstand.
Lösung:
I = U : R = 5 V : 10 Ω = 0,5 A