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Elektroniker · Lehrjahr 1

Ladung und Strom — einfach erklärt

Oft auch gesucht als: Q = I · t · Ladungsmenge berechnen

Strom ist nichts anderes als bewegte Ladung. Wer das einmal verstanden hat, versteht auch, was eine Amperestunde ist.

Ladung und Strom jetzt üben Kostenlos, ohne Anmeldung · die Lösung sagen? Könnte jeder

Was dich hier erwartet

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Erklärt von ganz vorn Ohne Vorwissen, ein Satz nach dem anderen. Wer es schon kann, überspringt es.
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Nicht vorgesagt, sondern gefragt Du bekommst Fragen, die dich hinführen. Abschreiben geht hier nicht — verstehen schon.
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Was hakt, kommt wieder Nach einem Tag, nach drei Tagen, nach einer Woche. So lange, bis es sitzt.

So sieht das beim Üben aus

Eine echte Aufgabe aus diesem Thema. Du bekommst sie nicht vorgerechnet — du wirst hingeführt.

Die Aufgabe

Durch einen Leiter fließen 2,5 A, 15 Minuten lang.
Welche Ladungsmenge ist geflossen, in Coulomb?

Erste Frage an dich

Was ist überhaupt der elektrische Strom?

Ladung, die sich pro Sekunde bewegt
Die Spannung im Leiter
Die Energie im Leiter

Danach kommen 2 weitere Fragen — und am Schluss schreibst du die Antwort selbst hin. Wenn du nicht weiterweißt, gibt es einen Tipp: Denk an Wasser in einem Rohr — was fließt da eigentlich?

Ladung und Strom von ganz vorn

Ein Satz nach dem anderen, ohne Vorwissen.

In einem Leiter bewegen sich Elektronen. Jedes trägt eine winzige Ladung.

Die Ladungsmenge Q misst man in Coulomb. Ein Coulomb sind etwa 6,24 Trillionen Elektronen — eine unhandliche Zahl, deshalb rechnet man lieber mit Ampere.

Die Stromstärke I sagt, wie viel Ladung in einer Sekunde durch den Querschnitt fließt. 1 Ampere ist 1 Coulomb je Sekunde.

Daraus folgt direkt: Q = I · t. Ladung ist Strom mal Zeit.

In der Praxis rechnet man bei Akkus mit Amperestunden statt mit Coulomb. 1 Ah sind 3600 C — aber damit rechnet niemand.

Ein Akku mit 5 Ah kann rechnerisch 5 A für eine Stunde liefern, oder 1 A für fünf Stunden, oder 0,5 A für zehn Stunden.

In Wirklichkeit ist es etwas weniger: Bei hohem Strom sinkt die entnehmbare Kapazität.

Beim Kondensator gilt Q = C · U. Die Kapazität sagt, wie viel Ladung er je Volt aufnimmt.

Wozu man das braucht

Schritt für Schritt

  1. Kläre, in welcher Einheit das Ergebnis stehen soll — Coulomb oder Amperestunden.
  2. Bring die Zeit in die passende Einheit: Sekunden für Coulomb, Stunden für Amperestunden.
  3. Setz in Q = I · t ein oder stell die Formel nach der gesuchten Größe um.
  4. Beim Kondensator stattdessen Q = C · U verwenden.
  5. Prüf die Größenordnung: Ein Handyakku hat rund 3 Ah, kein 3000 Ah.

Ein durchgerechnetes Beispiel

Aufgabe: Ein Akku hat 4 Ah, der Verbraucher zieht 0,5 A. Wie lange hält er?

  1. Kapazität und Strom stehen beide in Ampere-Einheiten.
  2. t = 4 Ah : 0,5 A
  3. Die Ampere kürzen sich weg, es bleiben Stunden.

Ergebnis: 8 Stunden rechnerisch — in der Praxis etwas weniger

Die häufigsten Fehler

Zeit in Minuten eingesetztFür Coulomb muss die Zeit in Sekunden stehen. 5 Minuten sind 300 Sekunden.
Amperestunden mit Wattstunden verwechseltAh ist eine Ladung, Wh eine Energie. Erst mit der Spannung malgenommen wird aus Ah eine Wh.
Rechnerische Laufzeit für garantiert gehaltenBei hohem Entladestrom liefert ein Akku weniger als die aufgedruckte Kapazität.
Ladung und Kapazität verwechseltDie Kapazität ist eine Eigenschaft des Bauteils, die Ladung hängt zusätzlich von der Spannung ab.

Ladung, Strom und Zeit

GesuchtFormelEinheit
LadungQ = I · tCoulomb (C)
StromstärkeI = Q : tAmpere (A)
Zeitt = Q : ISekunde (s)
Ladung im KondensatorQ = C · UCoulomb (C)
Akkulaufzeitt = Kapazität : StromStunde (h)
Umrechnung1 Ah = 3600 C

Rechnest du mit Amperestunden und Ampere, kommt die Zeit direkt in Stunden heraus — das erspart die Umrechnung in Sekunden.

Zum Ansehen

Querschnitt Wie viel Ladung je Sekunde vorbeikommt, ist die Stromstärke Q = I · t

Wörter, die man kennen muss

Ladung QDie Menge an Elektrizität. Einheit: Coulomb (C).
Stromstärke ILadung je Sekunde. Einheit: Ampere (A).
Amperestunde AhPraktische Einheit für Akkukapazität. 1 Ah = 3600 C.
Kapazität CWie viel Ladung ein Kondensator je Volt speichert. Einheit: Farad (F).

Das Wichtigste in Kürze

  • Q = I · t — Ladung ist Strom mal Zeit
  • 1 A = 1 C je Sekunde
  • 1 Ah = 3600 C
  • Q = C · U — Ladung im Kondensator
  • Bei Coulomb muss die Zeit in Sekunden eingesetzt werden.
  • Bei Amperestunden darf die Zeit in Stunden bleiben.
  • Die tatsächliche Akkulaufzeit ist kürzer als die rechnerische.

Wie viel Ladung fließt? — zum Ausprobieren

Strom mal Zeit ergibt Ladung. Zieh beides und sieh, wie lange ein Akku durchhält.

Das Modell zum Schieben steht in der App — dort siehst du sofort, was sich ändert, wenn du an einem Wert drehst.

Modell ausprobieren

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