Knotenregel

Der Strom fließt immer im Kreis. Er fließt von der Oberseite einer Quelle durch die Schaltung hindurch zurück in die Unterseite der Quelle. Er fließt niemals durch Luft, sondern nur entlang von Leitern. Strom wird also durch Leiter in einer Schaltung gezielt geführt.

Im folgenden Beispiel fließt der Strom aus der Spannungsquelle U0 durch den Widerstand R1 hindurch. Der Strom hat keine Wahl als durch diesen Widerstand hindurch zu fließen, es gibt für ihn keinen alternativen Weg aus der Quelle heraus. Der Strom, der in den Widerstand hineinfließt, fließt auch wieder hinaus. Am Wassermodell veranschaulicht bedeutet das: Die Wassermenge, die in ein Rohr hineinfließt, fließt auch wieder aus dem Rohr hinaus.

Je nach Rohrdurchmesser und Steigung im Rohr kann diese Wassermenge unterschiedlich groß sein, es fließt aber immer die gleiche Menge rein wie wieder raus. Strom geht also in einem Bauelement nicht verloren. Betrachten wir das folgende Schaltbild.

Den Strom durch R1 bezeichnen wir in diesem Text als IR1 oder als I1. Rechts von R1 befindet sich ein erster Knoten.

Knoten sind Abzweigungen für Strom, an denen mehr als zwei Leitungen zusammentreffen. Der Strom I1 teilt sich an diesem Knoten auf in die Teilströme I2 und I3 auf. Sie fließen durch die Widerstände R2 und R3. Die Größe der Teilströme wird durch die Werte der Widerstände definiert, dazu später.

An diesem Knoten muss gelten:

Das Wasser aus dem Rohr 1 teilt sich in zwei weitere Rohre 2 und 3 auf. Allgemein gilt die Knotenregel nach Kirchhoff: Die Summe der in einen Knoten hineinfließenden Ströme ist gleich der Summe der aus dem Knoten hinausfließenden Ströme.

Rechts von Widerstand R2 befindet sich noch ein Knoten, an dem sich der Strom I2 in die Teilströme I4 und I5 nach aufteilt. Nach der Knotenregel gilt hier:

Am Knoten unterhalb von R4 fließen genau diese Ströme wieder zusammen. Deshalb muss für den Strom durch Widerstand R6 gelten:

Die Ströme I2 und I6 sind offenbar gleich groß. Zunächst teilt sich der Strom I2 auf, und dann fließen die beiden aufgeteilten Ströme wieder zusammen. Gleiches gilt für I1 und I7.

Der Strom fließt von der Oberseite der Quelle aus in die Schaltung, teilt sich dort irgendwie auf, und fließt am Ende vollständig wieder in die Unterseite der Quelle zurück. Strom geht niemals verloren oder fließt ins Nichts, er fließt immer aus der Quelle (im Kreis) durch die Schaltung und wieder zurück zur Quelle.

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