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Ein Strom, dessen Richtung sich nicht ändert, wird als Gleichstrom bezeichnet, die entsprechende Spannung als Gleichspannung. Ein Gleichstrom und auch eine Gleichspannung können einen konstanten Wert haben, aber auch ihren Wert ändern, ohne dass sich die Polarität verändert. Stromkreise, in denen ein Gleichstrom fließt, werden als Gleichstromkreise bezeichnet.

Solche Größen wie elektrische Spannung, elektrische Stromstärke und elektrischer Widerstand sind schon aus dem Unterricht der Sekundarstufe 1 bekannt. Das gilt auch für die grundlegenden Gesetze der Reihen- und Parallelschaltung. Mit den gleichen Größen lasssen sich auch Vorgänge im Wechselstromkreis beschreiben, wobei dort neben ohmschen Widerständen auch induktive und kapazitive Widerstände eine Rolle spielen. Schwerpunkt des Tests sind grundlegende Begriffe und Gesetze, die auch für viele Anwendungen von Bedeutung sind.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Gleichstromkreis und Wechselstromkreis".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Spannungsteiler sind Reihenschaltungen von mindestens zwei Bauelementen oder zwei Teilen eines Bauelements (Potenziometerwiderstandes), die an eine Spannungsquelle angeschlossen sind. Während des Stromflusses tritt an jedem Teil ein Spannungsabfall auf, es erfolgt somit eine Spannungsteilung.
Im Gleichstromkreis verwendet man als Spannungsteiler zumeist Widerstände mit drei Anschlüssen (Potenziometerwiderstände).
In Wechselstromkreisen sind viele Bauelemente in ihren elektrischen Werten, insbesondere in ihrem Wechselstromwiderstand, frequenzabhängig.
Baut man mit derartigen Bauelementen Reihenschaltungen auf, so wird die Aufteilung der angelegten Spannung erheblich von der Frequenz der Wechselspannung beeinflusst. Derartige Schaltungen spielen in der Technik eine wichtige Rolle und werden als frequenzabhängige Spannungsteiler bezeichnet.

Die elektrische Stromstärke gibt an, wie viel elektrische Ladung sich in jeder Sekunde durch den Querschnitt eines elektrischen Leiters bewegt.

Widerstände, deren elektrischer Widerstand im Gleichstromkreis genauso groß ist wie im Wechselstromkreis, nennt man ohmsche Widerstände. Bei ihnen verlaufen im Unterschied zu induktiven und kapazitiven Widerständen Spannung und Stromstärke zeitlich gleich. Bei Stromfluss wird elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt.

Allgemein versteht man unter der elektrischen Leistung den Quotienten aus der an einem Bauelement umgesetzten elektrischen Energie und der Zeit. Im Wechselstromkreis tritt eine Besonderheit auf: An Wirkwiderständen (ohmschen Widerständen) wird elektrische Energie in andere Energieformen umgesetzt. Dagegen „pendelt“ an Blindwiderständen (induktiven und kapazitiven Widerständen) die elektrische Energie zwischen der Quelle und dem Bauelement hin und her, ohne dass die Energie nach außen abgegeben wird. Demzufolge ist analog zu den Wechselstromwiderständen zwischen Wirkleistung P, Blindleistung Q und Scheinleistung S zu unterscheiden. Es gelten folgende Beziehungen:

$\begin{array}{l}P=U\cdot I\cdot \cos \varphi Q=U\cdot I\cdot \sin \varphi S=U\cdot I\\ \text{Für den Zusammenhang zwischen den Leistungen gilt:}\\ S=\sqrt{P^2+Q^2}\\ \end{array}$

Unter Wechselstromwiderständen versteht man ohmsche, induktive und kapazitive Widerstände. Für die Parallelschaltung solcher Widerstände gelten im Wechselstromkreis andere Gesetze als für Widerstände im Gleichstromkreis. Der Gesamtwiderstand Z, der auch als Scheinwiderstand bezeichnet wird, kann bei Parallelschaltung von Wechselstromwiderständen berechnet werden mit der Gleichung:

$\frac{1}{Z}=\sqrt{\frac{1}{R^2}+{\left(\frac{1}{X_{\text{C}}}-\frac{1}{X_{\text{L}}}\right)}^2}\text{oder}\frac{1}{Z}=\sqrt{\frac{1}{R^2}+{\left(\omega \cdot C-\frac{1}{\omega \cdot L}\right)}^2}$

Unter Wechselstromwiderständen versteht man ohmsche, induktive und kapazitive Widerstände. Für die Reihenschaltung solcher Widerstände gelten im Wechselstromkreis andere Gesetze als für Widerstände im Gleichstromkreis. Der Gesamtwiderstand Z, der auch als Scheinwiderstand bezeichnet wird, kann bei Reihenschaltung von Wechselstromwiderständen berechnet werden mit der Gleichung:

$Z=\sqrt{R^2+{\left(X_L-X_C\right)}^2}\text{oder}Z=\sqrt{R^2+{\left(\omega \cdot L-\frac{1}{\omega \cdot C}\right)}^2}$

Für die Spannungsverteilung gilt, dass die Summe der Teilspannungen größer ist als die Spannung der anliegenden Spannungsquelle.

Die elektrische Stromstärke gibt an, wie viel elektrische Ladung sich in jeder Sekunde durch den Querschnitt eines elektrischen Leiters bewegt.

Unter einem Wechselstromkreis versteht man einen Stromkreis, in dem sich die Polarität der elektrischen Quelle periodisch so ändert, dass sich auch die Flussrichtung periodisch ändert. Wir beschränken uns auf die Betrachtung von sinusförmigem Wechselstrom. Wie im Gleichstromkreis bilden auch im Wechselstromkreis ohmsche Widerstände ein Hindernis für den Strom, also einen elektrischen Widerstand. Darüber hinaus verhalten sich im Wechselstromkreis auch Kondensatoren und Spulen wie elektrische Widerstände. Den Widerstand eines Kondensators bezeichnet man als kapazitiven Widerstand, den einer Spule als induktiven Widerstand. Alle drei Arten von Widerständen im Wechselstromkreis werden als Wechselstromwiderstände bezeichnet. Sie weisen jeweils Besonderheiten auf, die in dem Beitrag ausführlich dargestellt sind.