Spannungsabfall

Die Elektronen erhalten von der Stromquelle eine bestimmte Energie (abhängig von der Spannung der Stromquelle). Auf ihrem Weg im Stromkreis geben die Elektronen an jedem Hindernis (=Widerstand) einen Teil ihrer Energie ab. Den Energieverlust der Elektronen gibt der "Spannungsabfall" am Widerstand an. Er berechnet sich nach der bekannten URI-Formel. Da der Strom ja auch durch die Stromquelle (=Batterie) fliessen muss, findet auch am Innenwiderstand der Stromquelle ein Spannungsabfall statt. Deswegen sinkt die Klemmenspannung einer Stromquelle bei Belastung mit einem Strom. Beispiel 1: Eine Batteriezelle mit U=1,5V hat den Innenwiderstand Ri=5 Ohm. Diese Batterie wird kurzgeschlossen (Ra=0 Ohm). Welche Kurzschluss-Stromstärke fliesst? I=U/R=1,5V/5 Ohm = 0,3A. Beim Kurzschluss ist die Klemmenspannung 0V und es fliessen 0,3A. Beispiel 2: Eine Batteriezelle mit U=1,5V hat den Innenwiderstand Ri=5 Ohm. Der Widerstand Ra ist 10 Ohm. Es liegt eine Reihenschaltung von Ri und Ra vor. Der Gesamtwiderstand ist 15 Ohm. Bei 1,5V fliesst also die Stromstärke I=U/R=1,5V/15 Ohm=0,1A. Bei dieser Stromstärke fällt am Innenwiderstand Ri die Spannung U=R·I=5 Ohm·0,1A=0,5V ab. Die Klemmenspannung der Batterie beträgt somit nur 1V. Bei Belastung mit Ra=10 Ohm ist die Klemmenspannung dieser Batterie nur noch 1V und es fliesst die Stromstärke 0,1A.