Eine batteriebetriebene Lampe braucht einen durchgehenden leitenden Weg von einem Batteriepol durch die Lampe zum anderen Pol. Dazu gehört auch der Weg im Inneren der Batterie. Ist dieser Stromkreis geschlossen und die Batterie geeignet und funktionsfähig, kann Strom fließen. Eine Unterbrechung am Schalter lässt die einfache Lampe ausgehen.
Das Titelbild ist eine Illustration. Grafik 1 zeigt ein vereinfachtes Schulmodell mit Batterie, Schalter und Glühlämpchen. Eine echte Taschenlampe kann zusätzliche Bauteile enthalten. Für unsere Beobachtung bleibt ihr Gehäuse geschlossen.
Ein Weg hin und zurück
Stell dir den Stromkreis als zusammenhängenden Rundweg vor. Die Lampe liegt auf diesem Weg. Nur einen ihrer Anschlüsse mit der Batterie zu verbinden reicht im einfachen Modell nicht aus.
Der Rundweg muss nicht rund gezeichnet sein: Auch ein Rechteck kann einen geschlossenen Stromkreis zeigen. Entscheidend sind die Verbindungen. Grafik 1 vergleicht denselben Aufbau mit geschlossenem und offenem Schalter.
Der Schalter macht eine Lücke
Ein einfacher Schalter verbindet zwei Kontakte oder trennt sie. Beim Einschalten schließt er den leitenden Weg; beim Ausschalten entsteht eine Lücke. In unserem Modell fließt dann kein dauerhafter Strom durch die Lampe.
„Geschlossen“ bedeutet hier also verbunden. „Offen“ bedeutet unterbrochen. Das kann zunächst ungewohnt klingen: Gerade der geschlossene Schalter lässt die Lampe leuchten.
Die Batterie liefert Energie
Zwischen den beiden Batteriepolen besteht eine elektrische Spannung. Chemische Reaktionen in der Batterie liefern Energie. Im geschlossenen Stromkreis kann diese Energie zur Lampe übertragen werden.
Die Lampe wandelt elektrische Energie in Licht und Wärme um. Grafik 2 zeigt diese Energieumwandlung; ihre Pfeile sind keine Zeichnung einzelner Elektronen. Eine leuchtende Lampe kann heiß werden.
Strom ist kein Vorrat an Licht
Elektrischer Strom ist die gerichtete Bewegung elektrischer Ladung. Die Lampe verbraucht nicht die Ladung wie Brennstoff. Sie wandelt Energie um. Eine Batterie ist deshalb kein Behälter voller fertigem Licht.
Ein geschlossener Weg allein garantiert allerdings kein Leuchten: Batterie und Lampe müssen zusammenpassen und funktionieren. Bei einer dunklen Taschenlampe sagt der Anblick allein nicht, ob der Schalter, die Batterie oder ein anderes Bauteil die Ursache ist.
Eine geschlossene Taschenlampe beobachten
- Wählt mit einer erwachsenen Person eine unbeschädigte, funktionierende Taschenlampe mit AA- oder AAA-Batterien. Lasst das Batteriefach zu. Richtet sie auf eine freie Wand, niemals auf Augen.
- Sagt voraus, was beim Betätigen des Schalters passiert. Schaltet sie kurz ein und wieder aus. Notiert nur, was ihr seht: Lichtfleck da oder weg. Berührt die Linse nicht.
- Zeichnet mit Grafik 1 zwei Modelle: Schalter geschlossen und Schalter offen. Markiert die Lücke. Trennt eure sichtbare Beobachtung von der Erklärung: Den Strom und die inneren Kontakte habt ihr dabei nicht direkt gesehen.
Mit einer erwachsenen Person beobachten. Nur die fertige, geschlossene Taschenlampe benutzen. Keine Steckdosen, offenen Kabel, losen Batterien oder Knopfzellen verwenden; nichts zerlegen oder kurzschließen. Bei Beschädigung oder ungewöhnlicher Wärme abbrechen. Nicht in den Lichtstrahl schauen.
Zum Mitnehmen
Im einfachen Stromkreis braucht die Lampe einen vollständigen leitenden Weg und eine passende Energiequelle. Der Schalter kann den Weg schließen oder unterbrechen. Die Batterie liefert Energie; die Lampe macht daraus Licht und Wärme.
Was macht der Schalter im einfachen Stromkreis, wenn die Lampe eingeschaltet wird?
Quellen & Weiterlesen
OpenStax · Physics: Ohm’s law and electric current ↗OpenStax · University Physics Volume 2: Electromotive Force ↗U.S. Energy Information Administration · Open & Closed Circuits (PDF) ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
