Drei Zustände, die du unterscheiden musst
Jeder Stromkreis ist in genau einem von drei Zuständen:
- Offen — der Weg ist irgendwo unterbrochen. Es fliesst kein Strom.
- Geschlossen — der Weg ist durchgehend und enthält etwas, das den Strom begrenzt. Es fliesst der gewollte Strom.
- Kurzgeschlossen — der Weg ist durchgehend, aber es begrenzt nichts. Es fliesst so viel Strom, wie die Quelle hergibt.
Zustand 1 und 2 sind normal. Zustand 3 ist der, bei dem Bauteile heiss werden.
Offen und geschlossen
Zweimal derselbe Kreis aus Quelle, Taster und LED. Links berührt die Kontaktbrücke des Tasters den Gegenkontakt nicht — der Kreis ist offen, es fliesst kein Strom, die LED bleibt dunkel. Rechts ist der Taster geschlossen, die Pfeile zeigen den Stromfluss, die LED leuchtet.
Entscheidend ist die Formulierung „irgendwo unterbrochen". Der Strom in einem einfachen Kreis hat keinen Umweg. Eine einzige Unterbrechung — ein gelöster Draht, ein nicht gesteckter Jumper, eine kalte Lötstelle — stoppt ihn überall im Kreis, nicht nur an dieser Stelle.
Die erste Frage bei „LED geht nicht"
Bevor du irgendetwas misst: Ist der Kreis überhaupt geschlossen?
Die häufigsten Ursachen sind langweilig — ein Kabel steckt in der falschen Reihe des Steckbretts, die Masse ist nicht verbunden, die LED ist verkehrt herum drin. Erst danach lohnt es sich, über Werte nachzudenken. Modul 11 zeigt, wie du das mit der Durchgangsprüfung in zehn Sekunden klärst.
Der Kurzschluss
Hier sind die beiden Pole der Quelle nur über Draht verbunden. Die Stelle, an der ein Widerstand stehen müsste, ist gestrichelt und leer.
Was passiert, kannst du dir schon selbst herleiten. Der Widerstand des Kreises ist nahezu null. Wenn der Widerstand gegen null geht, geht der Strom gegen unendlich — begrenzt nur noch dadurch, wie viel die Quelle überhaupt liefern kann. Diese gesamte Leistung wird in Wärme umgesetzt, und zwar dort, wo der grösste Restwiderstand sitzt: in der Quelle selbst, im dünnsten Draht oder in der schlechtesten Kontaktstelle.
Je nach Quelle ist das Ergebnis unterschiedlich unangenehm:
| Quelle | was passiert |
|---|---|
| USB-Port oder Netzteil | schaltet meist ab — ärgerlich, aber harmlos |
| ein GPIO-Pin | hat keine Abschaltung; der Pin nimmt Schaden |
| ein LiPo-Akku | liefert bereitwillig zweistellige Ampere; Kabel glühen, der Akku kann brennen |
Es kommt darauf an, was an den Enden hängt
Zweimal derselbe Draht an derselben Versorgung — und einmal ist er völlig in Ordnung, einmal ein Kurzschluss.
| Draht führt von 3.3 V nach … | Ergebnis |
|---|---|
| einem GPIO-Eingang | unkritisch — ein Eingang ist hochohmig und zieht praktisch keinen Strom |
| Masse | Kurzschluss — nichts begrenzt den Strom |
Ein Draht ist also nie „richtig" oder „falsch". Deshalb ist die Frage „wohin fliesst der Strom von hier?" wichtiger als jede Bauteilliste.
Im Aufbaukurs
Sicherungen, PTC-Rücksetzsicherungen, Strombegrenzung in Netzteilen und was der Innenwiderstand einer Quelle wirklich bedeutet. Für diesen Kurs genügt die Regel: In jedem Kreis muss etwas sein, das den Strom begrenzt.
Kurze Selbstkontrolle
Zählt nicht — nur zum Prüfen, ob es angekommen ist.
1.Eine LED in einem einfachen Kreis leuchtet nicht. Der Draht auf der Masseseite hat sich gelöst. Wo fliesst noch Strom?
2.Was macht einen Kurzschluss gefährlich?