Elektronik wirkt am Anfang wie ein Dickicht aus Symbolen, Einheiten und Fachwörtern. Dabei kommst du mit erstaunlich wenig Grundwissen sehr weit: Fast jede Schaltung lässt sich mit vier Größen, einer Handvoll Bauteile und zwei, drei Gesetzen verstehen. Dieser Artikel gibt dir den Überblick – die Details findest du jeweils in den verlinkten Artikeln.
Die vier Grundgrößen
Alles, was in einer Schaltung passiert, beschreibst du mit diesen Größen:
| Größe | Formelzeichen | Einheit | Bildlich |
|---|---|---|---|
| Spannung | U | Volt (V) | der „Druck“, der die Ladungen antreibt |
| Strom | I | Ampere (A) | wie viel Ladung pro Sekunde fließt |
| Widerstand | R | Ohm (Ω) | wie stark ein Bauteil den Strom bremst |
| Leistung | P | Watt (W) | wie viel Energie pro Sekunde umgesetzt wird |
Der Vergleich mit einem Wasserkreislauf hilft für den Anfang: Die Pumpe erzeugt Druck (Spannung), das Wasser fließt (Strom), ein enges Rohrstück bremst (Widerstand). Ganz stimmt das Bild nicht – elektrische Ladungen bewegen sich viel langsamer, als das Signal sich ausbreitet –, aber für die ersten Rechnungen trägt es.
Verbunden sind die Größen durch zwei Formeln, die du ständig brauchst: das Ohmsche Gesetz und die Leistungsformel.
Ohne geschlossenen Kreis kein Strom
Strom fließt nur, wenn es einen vollständigen Weg von einem Pol der Quelle durch die Bauteile zurück zum anderen Pol gibt – den Stromkreis. Ein offener Schalter, ein abgebrochener Draht oder eine kalte Lötstelle unterbrechen ihn, und alles steht still. Viele Fehler in Bastelschaltungen sind genau das. Wie du sie findest, steht unter Fehlersuche.
Der gemeinsame Rückleiter heißt in den meisten Schaltungen Masse oder GND. Im Schaltplan wird er oft nicht als Linie gezeichnet, sondern nur mit einem kleinen Symbol an jedem Bauteil angedeutet.
Die wichtigsten Bauteile
Passive Bauteile brauchen keine eigene Versorgung und verstärken nichts:
- Widerstände begrenzen Ströme und teilen Spannungen – etwa als Vorwiderstand oder Spannungsteiler.
- Kondensatoren speichern kurzzeitig Ladung, glätten Spannungen und trennen Gleich- von Wechselanteilen (siehe Kondensator im Gleichstromkreis).
- Spulen speichern Energie im Magnetfeld; du findest sie in Netzteilen und Filtern.
Aktive Bauteile steuern Ströme oder brauchen eine Versorgung: Dioden und LEDs lassen Strom nur in eine Richtung durch, Transistoren schalten und verstärken, integrierte Schaltungen (ICs) enthalten ganze Schaltungen auf einem Chip. Fast alle basieren auf Halbleitern.
Wie die Bauteile im Plan aussehen, zeigt die Übersicht der Schaltzeichen; wie du einen ganzen Plan liest, erklärt Schaltpläne lesen.
Deine erste Schaltung: eine LED an der Batterie
Eine LED direkt an eine 9-V-Batterie zu klemmen, zerstört sie in Sekunden: Sie hat keinen nennenswerten eigenen Widerstand, der Strom wird nur von der Batterie begrenzt. Deshalb gehört immer ein Widerstand in Reihe dazu.
So lernst du weiter
Arbeite dich in dieser Reihenfolge vor, dann baut jeder Schritt auf dem vorigen auf:
- Grundgrößen und Ohmsches Gesetz, dazu Einheiten und Vorsätze – mA, kΩ und µF musst du sicher umrechnen können.
- Reihenschaltung, Parallelschaltung und die Kirchhoffschen Regeln.
- Leistung und Erwärmung – damit kein Bauteil überlastet wird.
- Messen mit dem Multimeter: Theorie wird erst greifbar, wenn du sie nachmisst.
Selbsttest
Was ist der Unterschied zwischen Spannung und Strom?
Spannung liegt zwischen zwei Punkten an und treibt die Ladungen an; Strom ist die Menge Ladung, die pro Sekunde durch einen Leiter fließt.
Warum braucht eine LED einen Vorwiderstand?
Ohne ihn begrenzt nichts den Strom – die LED würde überlastet und zerstört.
Ein Widerstand hat 1 kΩ, an ihm liegen 5 V. Welcher Strom fließt?
I = 5 V / 1000 Ω = 5 mA.