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Strom­span­nung

Lesezeit: 3 Minuten
Strom­span­nung ist ein wichtiger Faktor in elektri­schen Systemen, auch beim Betrieb erneu­er­barer Energien. In diesem Gloss­ar­bei­trag gehen wir näher darauf ein, was genau Strom­span­nung ist, wie sie gemessen wird und wo der der Unter­schied zwischen Strom­span­nung und Strom­stärke liegt. 

Was ist elektri­sche Spannung?

Wenn elektri­scher Strom durch einen Leiter (also durch Materia­lien, durch die elektri­scher Strom fließen kann) fließt, besteht zwischen den beiden Enden des Leiters immer eine elektri­sche Spannung. Diese wird auch Poten­zi­al­dif­fe­renz genannt. Kurz gesagt ist elektri­sche Spannung also die elektri­sche Ladung zwischen zwei Punkten. Sie wird in der Regel in der Einheit Volt (V) gemessen und kann auf verschie­dene Weise erzeugt werden: Unter anderem durch chemi­sche Reaktionen, Reibung oder Licht. Die elektri­sche Spannung kann man sich dabei als “Druck” vorstellen, der den Strom durch den Leiter treibt. Die Höhe der Spannung hängt von der Art des Materials ab, aus dem der Leiter besteht, sowie von der Länge und dem Durch­messer des Leiters. 

Welche Einheit hat die elektri­sche Spannung?

Die inter­na­tio­nale Einheit der elektri­schen Spannung ist „Volt“ (V). Benannt ist die Einheit nach dem italie­ni­schen Physiker Alessandro Volta, der die erste Batterie erfand. Volt ist also das Maß für die Diffe­renz des elektri­schen Poten­zials zwischen zwei Punkten. Diese Spannung kann von einer belie­bigen elektri­schen Quelle ausgehen, beispiels­weise einer Batterie oder einer Steck­dose. Die Höhe der Spannung wird durch die Menge der Ladung bestimmt, die durch den Strom­kreis fließt. Je höher die Spannung ist, desto mehr Ladung fließt durch den Strom­kreis und umso mehr Energie kann freige­setzt werden. 

Was ist der Unter­schied zwischen Strom­span­nung und Stromstärke?

Wenn über Elektri­zität gespro­chen wird, hört man oft die Begriffe Strom­span­nung und Strom­stärke. Und obwohl beide Begriffe eng mitein­ander verbunden sind, messen sie unter­schied­liche Dinge. Die Strom­span­nung ist ein Maß für die Poten­zi­al­dif­fe­renz zwischen zwei Punkten in einem Strom­kreis. Strom­stärke hingegen misst die Menge des Stroms, der durch einen Strom­kreis fließt. Spannung und Strom­stärke verhalten sich nicht propor­tional zuein­ander – es ist also möglich eine hohe Spannung mit einer niedrigen Strom­stärke zu haben oder umgekehrt. Während Spannung in Volt (V) gemessen wird, wird die Strom­stärke in Ampere (I) gemessen. Das Verhältnis zwischen den beiden Maßein­heiten wird als elektri­scher Wider­stand bezeichnet. 

Wie berechnet man die Spannung?

Die Berech­nung von Spannung erfolgt ganz einfach mit dem Ohmschen Gesetz: Spannung = Strom x Wider­stand. Diese Formel ist sowohl für Gleich­strom (DC) als auch für Wechsel­strom (AC) anwendbar. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Formel nur für lineare Strom­kreise gilt. Mit anderen Worten: Strom und Spannung müssen propor­tional sein, damit die Berech­nung korrekt ist. Für nicht­li­neare Strom­kreise sind zur Berech­nung von Spannung komple­xere mathe­ma­ti­sche Formeln erfor­der­lich. Unabhängig davon bietet das Ohmsche Gesetz eine schnelle und einfache Möglich­keit zur Berech­nung der Spannung in einem linearen Stromkreis. 

Mit welchen Messge­räten wird die elektri­sche Spannung gemessen?

Es gibt eine Vielzahl von Geräten, die zur Messung elektri­scher Spannung verwendet werden können. Am häufigsten verwendet wird ein Voltmeter, denn dies kann die Spannung zwischen zwei Punkten in einem Strom­kreis messen. Es besteht in der Regel aus zwei Platten, den so genannten Elektroden, die in Kontakt mit dem Strom­kreis stehen. Wenn eine Spannung an die Elektroden angelegt wird, fließt ein Strom durch das Voltmeter, der einen Messwert anzeigen lässt. Eine andere Art von Gerät, das zur Spannungs­mes­sung verwendet werden kann, ist ein Oszil­lo­skop. Es dient zur Messung der Spannung im Zeitver­lauf und kann zur Erken­nung von Unregel­mä­ßig­keiten in der Wellen­form verwendet werden. Schließ­lich kann auch ein Multi­meter zur Spannungs­mes­sung verwendet werden. Dieses kann mehrere elektri­sche Eigen­schaften messen, beispiels­weise Spannung, Strom und Widerstand. 

Was bedeutet negative Spannung?

Negative Spannung ist eine Art von elektri­schem Poten­zi­al­un­ter­schied, bei dem die Spannung auf einer Seite eines Strom­kreises niedriger ist als auf der anderen. Diese Diffe­renz kann auf verschie­dene Weise erzeugt werden, beispiels­weise indem eine Batterie an eine Seite des Strom­kreises angeschlossen wird, während die andere Seite offen bleibt, oder indem ein Generator verwendet wird, um eine Spannungs­dif­fe­renz zwischen zwei Punkten zu erzeugen. In vielen Schal­tungen wird die negative Spannung verwendet, um Geräte einzu­schalten, während eine positive Spannung verwendet wird, um sie auszu­schalten. Daher werden negative Spannungen in elektro­ni­schen Geräten häufig zur Steue­rung des Strom­flusses verwendet. 

Wie gefähr­lich ist elektri­sche Spannung?

Elektri­sche Spannung hat durchaus das Poten­zial gefähr­lich zu sein, insbe­son­dere, wenn sie nicht richtig kontrol­liert wird. Ist die Spannung zu hoch, kann sie einen elektri­schen Brand oder sogar einen Strom­schlag verur­sa­chen. Wird die Spannung nicht richtig reguliert, kann sie also zu Fehlfunk­tionen oder sogar zum vollstän­digen Ausfall von Geräten führen. Durch Faktoren wie Nässe oder Metall­ober­flä­chen wird die Spannung erhöht. Das Ausmaß der Gefahr hängt jedoch von der Höhe der Spannung ab, die vorhanden ist: Ein Schock mit sehr niedriger Spannung kann nur ein Kribbeln verur­sa­chen, während ein Schock mit hoher Spannung in extremen Fällen sogar Muskel­krämpfe und Herzstill­stand verur­sa­chen kann. 

Wie ist die Strom­span­nung in Deutschland?

Die Standard­span­nung in Deutsch­land beträgt 230 Volt (50 Hz). Das ist die gleiche Spannung wie in Frank­reich, Belgien, den Nieder­landen und vielen anderen europäi­schen Ländern. Die Standard­span­nung in Deutsch­land ist im Allge­meinen mit Geräten aus anderen Teilen Europas kompa­tibel, auch, wenn andere Standards gelten. 

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