So spielst du Sicherungstest
- Wähle einen Test und lies auf der Karte das Netzgerät, die Last und die Sicherung.
- Nutze I = V ÷ R, R = V ÷ I oder V = I·R; für eine Grenze setze den Strom genau auf den Nennwert der Sicherung.
- Gib deine Vorhersage ein und drücke Start. Das Netzgerät fährt hoch, die Sicherung wird warm und hält oder schmilzt.
- Vergleiche das Amperemeter, die Sicherung und das Diagramm mit deiner orangen Vorhersage.
Das ohmsche Gesetz und Sicherungen
Das ohmsche Gesetz, I = V ÷ R, sagt, wie viel Strom eine Spannung durch einen Widerstand treibt, und dieser Strom erwärmt jeden Draht, durch den er fließt. Eine Sicherung ist ein absichtlich dünner Draht im Stromkreis: Erreicht der Strom ihren Nennwert, schmilzt sie und unterbricht den Kreis, bevor die Leitungen überhitzen. Deshalb setzt eine Sicherung Grenzen. An einem 12-V-Netzgerät lässt eine 2-A-Sicherung nichts unter 6 Ω zu, und ein Widerstand, der 0,1 A verträgt, verträgt höchstens 0,1 × 47 = 4,7 V. Je kleiner der Widerstand, desto größer der Strom: Verbinde die Pole einer Batterie mit einem dicken Draht, und nur ihr kleiner Innenwiderstand bremst den Strom, sodass Hunderte Ampere fließen können. Eine Sicherung schützt die Leitungen, nicht Menschen: Durch nasse Haut treiben 230 V einige Hundert Milliampere, viel zu wenig, um eine 13-A-Sicherung zu schmelzen, aber genug, um ein Herz anzuhalten; deshalb haben Häuser zusätzlich Fehlerstromschutzschalter.
Ein fokussiertes Lernmodell
Alle Widerstände sind fest, die Leitungen und das Amperemeter sind ideal, und der Innenwiderstand einer Batterie zählt nur dort, wo er angegeben ist. Das Netzgerät fährt in 2 s gleichmäßig von 0 auf seine Spannung; die Sicherung schmilzt genau in dem Moment, in dem der Strom ihren Nennwert erreicht (ein Strom bis 0,05 % über dem Nennwert gilt als haltend), und eine Sicherung, die hält, wird 1 s länger beobachtet. Echte Sicherungen brauchen etwas Zeit zum Schmelzen und vertragen eine kleine Überlast eine Weile. Das sind Lernwerte, keine Sicherheitsgrenzen: Teste niemals am Stromnetz oder an der Haut. Die Elektronenpunkte bewegen sich mit einer Geschwindigkeit passend zum Strom, nicht mit der echten Driftgeschwindigkeit. Antworten innerhalb von 2 % sind richtig; eine Grenze muss mit höchstens 2 % Reserve halten.