Ein elektrischer Schaltkreis ist eine Verbindung von elektrischen Komponenten. Ein elektrischer Stromkreis besteht aus Batterien, Widerständen, Induktoren, Kondensatoren, Schaltern oder Transistoren. Ein elektrisches Netz besteht aus einem geschlossenen Kreislauf. Ein Stromkreis ist ein geschlossener Weg, auf dem Elektronen in einem Draht fließen. Solange der Kupferdraht sich selbst überlassen wird, driften die Elektronen zwischen den Atomen, verlassen aber nie das Kupfer.
Wenn wir jedoch diesen Kupferdraht an eine Batterie anschließen, werden die freien Elektronen in Richtung des positiven Pols der Batterie getrieben. Diese treibende Kraft wird elektromotorische Kraft (EMK) genannt. Die E.M.F. wird in Volt ausgedrückt. Normalerweise wird sie als Spannung bezeichnet. Als Folge dieser Spannung findet eine Elektronenbewegung statt. Diese Bewegung wird als Elektronenstrom oder elektrischer Strom bezeichnet. Wir können den Strom messen, indem wir ein Amperemeter zwischen einem Kupferdraht und einer Spannungsquelle anschließen.
Ein vollständiger Stromkreis ist eine unendliche Schleife von Elektronen. Nimmt man einen Draht und wickelt ihn in einer Schleife um sich selbst, bildet er einen kontinuierlichen Pfad, in dem Elektronen ewig fließen können. Dies ist ein grundlegendes Konzept eines Stromkreises.
Ein elektrischer Stromkreis besteht hauptsächlich aus
- elektrischen Quellen, die wie Batterien Spannung und Strom liefern. Sie sind die Quelle der Elektronen.
- Schalter, Widerstände, Potentiometer, Kondensatoren, die zur Steuerung der Elektrizität verwendet werden.
- Schutzeinrichtungen in Hochspannungsstromkreisen. Sie sind MCB, Sicherung, etc.
- Drähte, die leitenden Weg, um elektrischen Strom von einem Punkt zum anderen in einem Stromkreis zu tragen.
- Last in der Schaltung kann Motor, LED, Lampe, etc.
Es gibt einige grundlegende Eigenschaften von elektrischen Schaltungen und sie sind:
- Der Stromkreis ist immer ein geschlossener Pfad.
- Ein Stromkreis besteht immer aus einer Energiequelle,
- Die Richtung des Stromflusses ist vom Pluspol zum Minuspol der Quelle.
- Die Richtung des Elektronenflusses ist vom Minuspol zum Pluspol der Quelle.
Schaltplan
Ein Schaltplan ist eine visuelle Darstellung einer elektrischen Schaltung. Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Schaltplänen:
- Bildhafte: Bildhafte Diagramme werden mit einfachen Bildern erstellt. Diese Art von Diagramm bietet eine visuelle Darstellung für ein Publikum, das weniger technisch ist.
Ein Bildschaltplan
- Schematisch: Diese Diagramme werden mit Standard-Industriesymbolen gezeichnet. Diese Diagramme werden für die Darstellung eines Stromkreises für einen Elektriker oder ein anderes technisches Publikum verwendet.
Ein Schaltplan
Schaltplan-Symbole
Es gibt Hunderte von Symbolen für den Schaltplan. Einige grundlegende Symbole sind:
| Name | Symbol |
|---|---|
| Widerstand |  |
| Kondensator |  |
| Zelle |  |
| Batterie |  |
| LED |  |
Angenommen, wir wollen einen einfachen Stromkreis zeichnen, in dem die Batterie mit der LED so verbunden ist, dass der Pluspol der Batterie mit dem Pluspol der LED und der Minuspol der Batterie mit dem Minuspol der LED verbunden ist. Dann kann es wie folgt dargestellt werden:
Arten von Stromkreisen
Es gibt grundsätzlich drei Arten von Stromkreisen:
-
Offener Stromkreis
Wenn in einem einfachen Stromkreis eine Klemme unterbrochen ist, dann fließt kein Strom durch diesen Stromkreis. Man spricht dann von einem offenen Stromkreis oder einem Zustand ohne Last.
Ein offener Stromkreis
-
Geschlossener Stromkreis
Ein elektrischer Stromkreis hat eine Quelle elektromotorischer Kraft und eine Last. Diese Last wirkt als Leiterbahn. Fließt der Strom durch die Last, so spricht man von einem geschlossenen Stromkreis. Wenn in einem einfachen Stromkreis der Strom ohne Unterbrechung von einem Pol der Batterie zum anderen fließen kann, spricht man von einem geschlossenen Stromkreis.
Ein geschlossener Stromkreis
-
Kurzschluss
Wenn der Pluspol der Batterie direkt mit dem Minuspol verbunden ist, ohne dass ein Widerstand dazwischen liegt, spricht man von einem Kurzschluss.
Ein Kurzschluss
Abgesehen von den oben genannten Schaltungen können die Komponenten in einem Stromkreis auf zwei verschiedene Arten angeordnet werden, nämlich in Reihenschaltung und in Parallelschaltung.
Reihenschaltung
Wenn in einem Stromkreis die Komponenten in Reihe geschaltet sind, nennt man den Stromkreis eine Reihenschaltung. In einer Reihenschaltung ist der Strom durch jedes Bauteil gleich und die gelieferte Spannung ist die Summe der Spannung an jedem Bauteil. Wenn ein Draht die Batterie mit einer Lampe, mit der nächsten Lampe und dann wieder mit der Batterie verbindet, werden die Lampen in Reihe geschaltet.
Reihenschaltung von zwei Lampen
Parallelschaltung
Wenn in einem Stromkreis Komponenten parallel geschaltet sind, nennt man den Stromkreis eine Parallelschaltung. In einer Parallelschaltung ist die Spannung an jedem Bauteil gleich, und der Gesamtstrom ist die Summe des Stroms durch jedes Bauteil. Wenn eine Lampe an die Batterie angeschlossen ist und eine andere Lampe in einer separaten Schleife mit der ersten Lampe verbunden ist, dann ist die Lampe parallel geschaltet.
Parallelschaltung von zwei Lampen
Hier wäre die Spannung an jeder Glühbirne die gleiche wie die von der Batterie angelegte Spannung. Der Strom an jeder Lampe wird geteilt, d.h. wenn wir 5 A an den Stromkreis anlegen, fließen 5 A durch jede Lampe.
So funktionieren also Reihen- und Parallelschaltungen, und sie haben ihre eigenen Strom- und Spannungsteilungseigenschaften.
Elektrische Schaltungen sind überall um uns herum, in unseren Handys, in unseren Computern, in Ventilatoren und auch in der Taschenlampe. Ohne Stromkreise ist die praktische Nutzung von Elektrizität kaum vorstellbar. Wir sind alle abhängig von diesen komplexen Schaltkreisen um uns herum.