Elektrik - Grundlagen

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Bevor wir direkt einsteigen in die Welt der Elektrik, sollten zumindest die geläufigsten Begriffe, ihre Bedeutung und die Zusammenhänge bekannt sein:

  • Spannung (U) - Angabe in Volt [V]
  • Strom (I) - Angabe in Ampere [A] oder Milliampere [mA] (1A = 1000mA)
  • Leistung (P) - Angabe in Watt [W]
  • Widerstand (R) - Angabe in Ohm

Deren Bedeutung sollte man vor allem kennen, wenn es darum geht, neue Kabel zu verlegen oder einzelne Verbraucher abzusichern.

Die typischen Daten, die für einen elektrischen Verbraucher angegeben werden sind seine Betriebsspannung und die Leistung, seltener auch der benötigte Strom, der verbraucht wird. Aber genau den muß man kennen, um den Verbraucher abzusichern (es sei denn, man hat noch genügend Sicherungen irgendwo rumliegen, um die Sicherungswerte solange zu erhöhen, bis eine nicht mehr durchbrennt). Falls der Strom nicht angegeben ist, kann man ihn aber leicht ausrechnen, denn zwischen Spannung, Strom und Leistung besteht ein direkter Zusammenhang:

Leistung = Spannung * Strom bzw. P = U*I bzw. 1W = 1V/1A

Kennt man also die Betriebsspannung und die Leistung, so kann man durch Umstellen der Gleichung den Strom berechnen, der vom Verbraucher benötigt wird:

Strom = Leistung/Spannung bzw. I = P/U bzw. 1A = 1W/1V

Nicht nur zur Absicherung, auch zur Bestimmung des benötigten Kabeldurchmessers sollte man den Strom kennen, der benötigt wird und durch die Kabel fließt. Stromkabel im Auto bestehen aus Kupfer, wobei ein Kabel aus mehreren sogenannten Litzen und einer Isolierung besteht. Durch die Verwendung mehrerer Litzen statt eines einzelnen Drahtes bleibt das Kabel flexibler, die Wahrscheinlichtkeit eines Kabelbruchs und damit einer unterbrochenen Leitung wird geringer.

Wie jedes Material hat auch Kupfer einen Widerstand (R), wobei für Kabel folgende Regeln gelten:

  • je länger das Kabel, desto größer der Widerstand (doppelte Länge = doppelter Widerstand)
  • je größer der Querschnitt, desto geringer der Widerstand (doppelter Querschnitt = halber Widerstand)

Die Länge eines Kabels wird in Metern (m) angegeben, der Querschnitt in Quadratmillimetern (mm2).

Was aber hat der Widerstand mit Spannung und Strom zu tun ? Ganz einfach:

Widerstand = Spannung / Strom bzw. R = U/I bzw 1Ohm = 1V/1A

Je größer der Widerstand eines Kabels ist, desto größer ist die Spannung, die über dem Kabel abfällt und desto geringer ist die Spannung, die dem Verbraucher dann zur Verfügung steht. Ein Kabel ist lediglich ein Verbraucher, dessen Aufgabe es ist, den Strom an die benötigte Stelle zu transportieren. Während der Spannungsabfall im Kabel (außer in extremen Fällen) eigentlich vernachlässigt werden kann, gilt dies nicht für die Leistung, die dabei verloren geht: Je größer der Widerstand, desto größer die Spannung und desto größer ist bei gleichem Strom die Leistung. Und eben diese Leistung wird im Kabel in Wärme umgesetzt, was bei zuviel Leistung zu zuviel Wärme und im Extremfall zu einem Kabelbrand führt - eine häßliche Geschichte. Wie gut diese Umsetzung funktionieren kann, sieht man bei Glühlampen, die Strom in Wärme umsetzen - der Glühfaden wird heiß und beginnt zu glühen - das Ergebnis ist Licht.

Da man beim Anschluß eines neuen Verbrauchers selten das Kabel verkürzen kann, muß man den Querschnitt erhöhen, um einem Kabelbrand vorzubeugen. Welchen Querschnitt man bei welchem Strom verwenden sollte, findet ihr hier. Nichtsdestotrotz spricht nichts dagegen, bei längeren Leitungen (im Auto) den nächstgrößeren Querschnitt zu wählen, um einem möglichen Spannungsabfall vorzubeugen.

Neben dem Spannungsabfall im Kabel selbst gibt es auch noch den Spannungsabfall an den Anschlüssen. Meist sind die Stecker korrodiert oder einfach nur schmutzig, wodurch die Steckverbindung nicht mehr so gut leitet. Einfaches blankschleifen der Stecker kann schon Wunder bewirken, wenn zum Beispiel der Scheinwerfer nicht mehr ganz so hell leuchtet.

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