Der Stromkreis als Wasserkreislauf
Im geschlossenen Rohrsystem treibt eine Pumpe das Wasser im Kreis — genau wie die Batterie die Ladung.
- Nichts wird verbraucht:Das Wasser fließt an jeder Stelle gleich stark, es geht nichts verloren.
- Pumpe = Batterie:Sie treibt an, liefert aber selbst kein neues Wasser.
- Rohre = Leitungen:Sie führen den Kreislauf, ohne ihn anzutreiben.
- Wasserrad = Lampe:Hier wird die Energie umgesetzt.
Pumpe verstellen — was passiert im Stromkreis?
Ein Wasserkreislauf mit Pumpe, Wasserrad und Ventil neben einem Stromkreis mit Batterie, Lampe und Schalter. Beobachte, wie sich Pumpstärke und Ventilstellung im Stromkreis rechts auswirken.
Halte fest: Pumpe ≙ Batterie, Rohr ≙ Leitung, Wasserrad ≙ Lampe, Ventil ≙ Schalter. Die Pumpe liefert den Druck (≙ Spannung), aber sie „erzeugt“ kein Wasser — genauso wenig wie die Batterie Ladung erzeugt. Der Wasserstrom (≙ Stromstärke) ist an jeder Stelle des Kreises gleich groß.
Übersetzung Wasserkreislauf → Stromkreis:
Pumpe → Batterie · Rohr → Leitung · Wasserrad → Lampe · Ventil → Schalter
: Druck der Pumpe → Spannung U (in Volt)
: Wasserstrom im Rohr → Stromstärke I (in Ampere)
: Ventil auf → Schalter geschlossen (Kreis ist geschlossen, es fließt Strom)
Zuordnung: Pumpe ≙ Batterie, Rohr ≙ Leitung, Wasserrad ≙ Lampe, Ventil ≙ Schalter.
Größen: Der Druck der Pumpe entspricht der Spannung, der Wasserstrom der Stromstärke; beide Quellen erzeugen weder Wasser noch Ladung.
Grenze: Im Draht fließt nichts Nasses, und die Ladung steckt schon in der Leitung.
Wie jedes Modell hat auch dieses seine Grenzen.
- Kein Wasser im Draht:Im Stromkreis fließt nichts Nasses.
- Ladung ist schon da:Sie steckt von Anfang an in der Leitung — die Batterie muss sie nicht erst „hinpumpen“.
- Trotzdem nützlich:Es beantwortet drei Fragen: Was treibt an? Was fließt? Wo wird etwas bewirkt?
Allgemeine Hinweise
Drei Stellen, an denen das Modell gern falsch benutzt wird:
Ventil und Schalter
„Ventil auf“ heißt „Schalter geschlossen“. Die Wörter sind vertauscht, die Bedeutung nicht.
Stromstärke bleibt gleich
Häufiger Fehler: Hinter der Lampe fließt dieselbe Stromstärke wie davor – kleiner wird nur der Druck.
Richtig zuordnen
Ordne richtig zu: Druck ≙ Spannung, Wasserstrom ≙ Stromstärke – nie umgekehrt.