Spannung (U)

Wähle das Erklärungsniveau, das zu deinem Lernstand passt.

Auf dieser Seite

Einheit Erklärung Formeln Beispiel Verwandte Größen

Einheit

Volt (V)

Einfach erklärt

Elektrische Spannung U ist die treibende Kraft, die Ladungsträger durch einen Stromkreis bewegt – vergleichbar mit einem Höhenunterschied, der Wasser zum Fließen bringt: Je größer der „elektrische Höhenunterschied" (die Potentialdifferenz) zwischen zwei Punkten, desto stärker der Antrieb für den Strom. Sie wird in Volt gemessen; eine Haushaltssteckdose liefert 230V, eine AA-Batterie 1,5V, ein Hochspannungsmast mehrere hunderttausend Volt. Ohne Spannung fließt kein Strom – erst die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten treibt die Ladungsträger an.

Merksatz: Spannung ist der Antrieb, Strom ist die Folge – ohne Spannungsunterschied zwischen zwei Punkten bewegt sich keine Ladung.

Fortgeschrittene Erklärung

Formal ist die Spannung als U=W/Q definiert: die Arbeit W, die nötig ist, um eine Ladung Q von einem Punkt zu einem anderen zu bewegen (1V=1J/C). Am ohmschen Widerstand gilt der lineare Zusammenhang U=R·I (Ohmsches Gesetz); an nichtlinearen Bauteilen wie Dioden oder Halbleitern hängt der Zusammenhang dagegen nichtlinear vom jeweiligen Arbeitspunkt ab.

Bei Gleichspannung ist U zeitlich konstant, bei Wechselspannung ändert sich der Momentanwert u(t) sinusförmig, weshalb zwischen Effektivwert, Scheitelwert und Momentanwert unterschieden werden muss – die angegebenen 230V Netzspannung sind der Effektivwert, der Scheitelwert liegt bei rund 325V. Bei Messungen ist zudem die Bezugsrichtung wichtig: Eine Spannung ist immer zwischen zwei Punkten definiert und trägt je nach gewählter Zählrichtung ein positives oder negatives Vorzeichen.

Wichtige Formeln und Zusammenhänge

U = R · I

U = P / I

U = W / Q

U ist die Spannung in Volt, R der Widerstand in Ω, I der Strom in A, P die Leistung in W, W die Arbeit in Joule und Q die Ladung in Coulomb.

Beispiel und Vorgehensweise

An einem Widerstand R=100Ω fließt ein Strom von I=2A. Gesucht ist die anliegende Spannung.

Gegeben: R = 100 Ω, I = 2 A.
Formel wählen: U = R · I.
Einsetzen: U = 100 Ω · 2 A.
Rechnen: U = 200.
Ergebnis: U = 200 V.

Ein Gerät nimmt eine Leistung von P=2000W bei einem Strom von I=8,7A auf. Gesucht ist die Betriebsspannung.

U=P/I=2000W/8,7A≈229,9V – das entspricht innerhalb der Messgenauigkeit der üblichen Netzspannung von 230V, was die Plausibilität der Messwerte bestätigt.

Passende Rechner

Weiterführend

Passende Berechnungen findest du im Rechnerbereich. Eigene Tabellen und Übersichten gibt es im Tabellenbuch.