Elektrische Schaltkreise

Meine Hausaufgabe für heute verdient ne Top-Note! Ich hab 'ne krasse Taschenlampe gezeichnet... Hahahaha! Was ist das? Eine Taschenlampe!

Hm, deine Zeichnung ist echt gut, aber der Physiklehrer wollte eine technische Zeichnung von uns. Ah, super! Jetzt können wir alle Teile sehen. Und sie zusammensetzen, so wie in meiner technische Zeichnung. Lass uns mit der Batterie anfangen.

Sie ist mit elektrisch geladenen Teilchen gefüllt, die hier in rosa gezeigt werden. Die negativ geladenen Teilchen wollen zur positiven Seite der Batterie gelangen. Sie wollen den Unterschied in der elektrischen Ladung unbedingt ausgleichen. Aber im Inneren der Batterie ist eine Wand, die sie daran hindert. Sie können also nur hier entkommen.

Die positiven Ladungen sind auf dieser Seite der Batterie gespeichert und die negativen Ladungen hier. Die Ober- und Unterseite der Batterie werden Pole genannt. Einer ist positiv, der andere negativ. Einzellige Batterien sehen in technischen Zeichnungen so aus. Die lange Linie ist der positive Pol und die kurze der Minuspol.

Um Strom zu erhalten – d. h. die Elektronen zum Fließen zu bringen – müssen die Pole durch einen Leiter verbunden sein. Fertig! Jetzt können die Elektronen fließen.

Aber das ist ziemlich dumm, denn jetzt eilen alle Elektronen auf die andere Seite, und die Batterie läuft vergeblich – ohne eine Glühbirne zu erleuchten. Also fügen wir eine Glühbirne ein. Wir zeichnen sie als einen Kreis mit einem X ein. Der elektrische Strom fließt jetzt aus der Batterie – durch den Leiter – durch die Birne und zurück in die Batterie. Es ist wichtig, dass es einen Leiter gibt, der zurück zur Batterie führt.

Die Elektronen am negativen Pol sehnen sich nach dem positiven Pol, und sie warten so lange, bis sich ein freier Durchgang auftut. Ein Stromkreis enthält einen solchen freien Durchgang und Elektronen, die von der Spannungsquelle und zurück zum anderen Pol im Kreis schwimmen. Da wir nun einen Stromkreis haben, wird die Lampe so lange leuchten, bis die Batterie leer ist. Aber wir wollen die Taschenlampe ein- und ausschalten können. Um das Licht auszuschalten, müssen wir den Stromkreis öffnen, so dass der Fluss an Elektronen stoppt.

Dafür verwenden wir einen Schalter, und der sieht so aus. Wir zeichnen ihn als ein kleines Tor, das geöffnet und geschlossen werden kann. So wissen wir stets, ob der Stromkreis auf oder zu ist. Wir haben nun die Symbole für drei verschiedene Teile oder Komponenten vom Stromkreis gezeichnet: Eine Spannungsquelle – das ist die Batterie; eine Glühbirne; und einen Schalter. Eine technische Zeichnung wie diese, die zeigt, wie elektrische Teile verbunden sind, nennt man Schaltplan.

Ein weiteres Detail, das manchmal in einem Schaltplan auftaucht ist die Stromrichtung. Die Elektronen fließen durch den Stromkreis – vom Minuspol zum Pluspol. Hier noch eine seltsame Sache: Wir zeichnen den elektrischen Strom, als ob er von positiv zu negativ fließen würde. Das beruht auf einem alten Fehler. Als Elektrizität entdeckt wurde, dachten die Wissenschaftler, dass es die positive Ladung sei, die fließt.

Als sich dann herausstellte, daß es die negativ geladenen Elektronen waren, die fließen, waren die Formeln bereits gängig. Da sie funktionierten, wurden sie auch weiter zum Zeichnen und Berechnen genutzt. Es ist eine Vereinbarung, eine Konvention, dass wir sie immer noch verwenden, auch wenn jeder weiß, dass sie nicht stimmen. OK, deine Taschenlampe eignet sich besser für Physik. Aber wir haben auch Hausaufgaben in Kunst.

Und da ist meine besser.