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Strom
Wir können uns die Wassermenge, die vom Tank durch den Schlauch fließt, als Strom vorstellen. Je höher der Druck ist, desto höher ist die Strömung, und umgekehrt. Bei Wasser würden wir das Volumen des Wassers messen, das in einer bestimmten Zeit durch den Schlauch fließt. Bei der Elektrizität messen wir die Menge der Ladung, die über einen bestimmten Zeitraum durch den Stromkreis fließt. Strom wird in Ampere gemessen (gewöhnlich einfach als „Ampere“ bezeichnet). Ein Ampere ist definiert als 6,241*10^18 Elektronen (1 Coulomb) pro Sekunde, die durch einen Punkt in einem Stromkreis fließen. Ampere werden in Gleichungen durch den Buchstaben „I“ dargestellt.
Angenommen, wir haben zwei Tanks, von denen jeder einen Schlauch hat, der von unten kommt. Jeder Tank hat genau die gleiche Menge Wasser, aber der Schlauch des einen Tanks ist schmaler als der des anderen.
Wir messen den gleichen Druck am Ende beider Schläuche, aber wenn das Wasser zu fließen beginnt, ist die Durchflussmenge des Wassers im Tank mit dem schmaleren Schlauch geringer als die Durchflussmenge des Wassers im Tank mit dem breiteren Schlauch. Elektrisch ausgedrückt ist der Strom durch den engeren Schlauch geringer als der Strom durch den breiteren Schlauch. Wenn wir wollen, dass der Durchfluss durch beide Schläuche gleich ist, müssen wir die Wassermenge (Ladung) im Tank mit dem engeren Schlauch erhöhen.
Dadurch erhöht sich der Druck (Spannung) am Ende des engeren Schlauchs, wodurch mehr Wasser durch den Tank gedrückt wird. Dies ist vergleichbar mit einer Erhöhung der Spannung, die eine Erhöhung des Stroms bewirkt.
Jetzt sehen wir die Beziehung zwischen Spannung und Strom. Aber es gibt noch einen dritten Faktor, der hier zu berücksichtigen ist: die Breite des Schlauches. In dieser Analogie ist die Breite des Schlauchs der Widerstand. Das bedeutet, dass wir einen weiteren Term zu unserem Modell hinzufügen müssen:
- Wasser = Ladung (gemessen in Coulomb)
- Druck = Spannung (gemessen in Volt)
- Strom = Strom (gemessen in Ampere, kurz „A“)
- Schlauchbreite = Widerstand
