Simulation elektrischer Schaltungen: Ein messungsorientierter Leitfaden
Lernen Sie mit DigiSim Electricity Lab einen praktischen Browser-Laborablauf für Quellen, Messgeräte, Verbraucher und Messungen kennen.
Ein Simulator für elektrische Schaltungen wird dann nützlich, wenn Sie damit eine Vorhersage treffen und prüfen können – und nicht nur einen ordentlichen Schaltplan zeichnen. Ein guter erster Ablauf beginnt deshalb mit der Messung: Wählen Sie eine Quelle und einen Verbraucher, sagen Sie Strom und Spannung voraus, schließen Sie die passenden Messgeräte an und vergleichen Sie das Ergebnis mit Ihrer Vorhersage.
DigiSims Electricity Lab ist der Arbeitsbereich für solche Schaltungen aus dem Schul- und Unterrichtslabor. Seine aktuelle Palette enthält 37 Einträge, darunter Quellen, Schalter, Messgeräte, Verbraucher, passive Bauteile, Verbindungen und Anmerkungen. Der zugehörige Kurs umfasst 109 Experimente in 16 Teilen, davon sind im erfassten Katalog 11 Experimente öffentlich.
Produktangaben geprüft: 31. August 2026. Dieser Artikel wurde am 1. September abgeglichen. Die Zahlen stammen aus DigiSims versionierten Kurs- und Produktdaten; die Verfügbarkeit von Plänen wird weiterhin zur Laufzeit bestimmt.
Wofür das Electricity Lab gedacht ist
Verwenden Sie das Electricity Lab, wenn es um beobachtbare Spannung, Stromstärke, Leistung, Schaltvorgänge oder das Verhalten von Bauteilen auf einem Lehrlaborplatz geht. Typische Untersuchungen sind:
- ein Amperemeter in Reihe und ein Voltmeter parallel zu einem Verbraucher schalten;
- den Widerstand verändern und den daraus resultierenden Strom beobachten;
- Gleich- und Wechselspannungsquellen vergleichen;
- eine Wellenform mit dem Oszilloskop untersuchen;
- Dioden, Kondensatoren, Spulen, Transformatoren und Sensoren erkunden; und
- Schalter und Relaiskontakte neu verdrahten, um den Strompfad zu verändern.
Die Plattform umfasst vier zweckgebundene Labore. Electricity ist keine alternative Oberfläche für die Simulationskerne von Logic, Relay oder Analog; bei einem Projekt oder einer Funktion aus einem Labor darf nicht vorausgesetzt werden, dass sie in einem anderen verfügbar ist. Nutzen Sie DigiSim-Labore vergleichen, um den geeigneten Arbeitsbereich auszuwählen.
Ein erster Messablauf
Beginnen Sie mit der kleinsten Schaltung, die Ihre Frage beantworten kann.
- Öffnen Sie einen neuen Arbeitsplatz im Electricity Lab.
- Platzieren Sie eine Quelle, einen Verbraucher und einen Messerschalter.
- Schließen Sie den Stromkreis und schließen Sie den Schalter.
- Schalten Sie ein Amperemeter in Reihe in den Stromkreis.
- Schalten Sie ein Voltmeter parallel zum Verbraucher.
- Notieren Sie die Messwerte, ändern Sie eine Variable und messen Sie erneut.
Die Position eines Messgeräts gehört zum Experiment. Ein Amperemeter misst den Strom durch seinen Zweig und wird deshalb in Reihe geschaltet. Ein Voltmeter vergleicht zwei Potenziale und wird daher parallel zu dem Bauteil angeschlossen, das gemessen werden soll. Die Komponentenreferenz für Electricity erklärt die modellierten Messgeräte und ihre Anschlüsse ausführlicher.
Quellen, Verbraucher und Bedienelemente
Ein sinnvoller Laboraufbau lässt sich als Kette von Rollen lesen:
| Rolle | Beispiele | Leitfrage |
|---|---|---|
| Quelle | Trockenzelle, Batteriehalter, Gleichspannungsquelle, Wechselspannungsquelle | Welche Spannung oder welcher Strom treibt die Schaltung an? |
| Steuerung | Messer-, SPDT- oder DPDT-Schalter; Relais | Welcher Pfad ist offen oder geschlossen? |
| Verbraucher | Lampe, Widerstand, Motor, Summer, LED | Wo wird elektrische Energie umgesetzt? |
| Messgerät | Amperemeter, Voltmeter, Wattmeter, Multimeter, Oszilloskop | Welche Größe beobachte ich? |
Diese rollenbasierte Betrachtung lässt sich besser auf neue Schaltungen übertragen als das Auswendiglernen eines fertigen Diagramms. Wenn sich eine Schaltung unerwartet verhält, verfolgen Sie den Energiepfad von der Quelle über Steuerung und Verbraucher. Prüfen Sie anschließend, ob jedes Messgerät so angeschlossen ist, dass es tatsächlich die beabsichtigte Größe misst.
Vor dem Ablesen eine Vorhersage aufstellen
Beginnen Sie bei einer ohmschen Gleichstromschaltung mit dem Ohmschen Gesetz: Die Stromstärke entspricht der Spannung geteilt durch den Widerstand. Behandeln Sie diese Rechnung als Vorhersage und nicht als Antwort, die Sie erst nach der Simulation abschreiben. Fragen Sie dann, warum der Messwert abweichen könnte: Eine modellierte Quelle kann einen Innenwiderstand besitzen, ein Messgerät kann die Schaltung belasten, und ein nichtlineares Bauteil wie eine LED verhält sich nicht wie ein fester Widerstand.
Unterscheiden Sie bei Wechselstrom oder zeitabhängigen Schaltungen zwischen dem Momentanwert einer Wellenform und dem Wert, den ein bestimmtes Messgerät anzeigt. Das Oszilloskop zeigt Spannung über der Zeit; ein anderes Messgerät kann je nach Modell einen Mittelwert oder einen Effektivwert anzeigen. Simulation soll solche Unterschiede sichtbar und wiederholbar machen.
Ein Kurspfad von einfachen Stromkreisen zu Messgeräten
Der DigiSim-Kurs-Hub führt zum aktuellen Katalog, statt einen zweiten, manuell nummerierten Lehrplan zu pflegen. Der Electricity-Kurs umfasst derzeit 109 Experimente in 16 Teilen. Beginnen Sie mit Quellen und einfachen Stromkreisen, ergänzen Sie Strom- und Spannungsmessungen und gehen Sie anschließend zu reaktiven Bauteilen, Wechselstromverhalten und anspruchsvolleren Messgeräten über.
Öffentliche Experimente lassen sich öffnen, ohne eine Marketingseite zur maßgeblichen Katalogquelle zu erklären. Die aktuelle Kursroute lautet Electricity lernen.
Grenzen beim Speichern, Teilen und Exportieren
Gastarbeit im Electricity Lab verwendet einen einzelnen Browserentwurf. Dieser darf weder als Offline-Garantie noch als portable Projektdatei beschrieben werden. Cloud-Speicherung nach der Anmeldung richtet sich nach der aktiven Konto- und Planregelung.
Electricity unterstützt nicht gelistete Klonlinks gemäß der aktuellen Laufzeitregelung für Freigaben. „Nicht gelistet“ bedeutet, dass jeder mit dem Link ihn verwenden kann; es ist kein Versprechen vertraulichen, authentifizierten Zugriffs. DigiSim hat keine nutzerseitige Route für Download, Import oder Einbettung von Electricity-Projekten ausgewiesen. Prüfen Sie vor der Planung eines Übergabeablaufs die laborbezogenen Grenzen unter Formate und Exporte.
Simulation ist ein Modell, kein Sicherheitszertifikat
Der Laborplatz ist ein Bildungsmodell. Er zertifiziert kein reales Bauteil, ersetzt kein Datenblatt und beweist nicht, dass eine physische Schaltung sicher ist. Reale Bauteile besitzen Toleranzen, thermische Grenzen, parasitäre Eigenschaften, Ausfallarten und Nennwerte, die ein Lehrmodell vereinfachen kann.
Nutzen Sie den Simulator, um Hypothesen zu bilden, Messschaltungen zu üben und Zusammenhänge zu erklären. Nutzen Sie für praktische Arbeiten eine geeignete Aufsicht, vorgeschriebene Geräteverfahren und die Herstellerdokumentation.
Wie es weitergeht
- Öffnen Sie das Electricity Lab, um die Produktübersicht und die aktuelle Free-Grenze zu sehen.
- Durchsuchen Sie die Komponentendokumentation für Electricity.
- Folgen Sie dem kataloggestützten Electricity-Kurs.
- Vergleichen Sie Speichern, Teilen und Formate unter Labore vergleichen.
Ein gutes nächstes Experiment ist bewusst klein: eine Quelle, zwei verschiedene Verbraucher und dieselben beiden Messungen. Stellen Sie zuerst eine Vorhersage auf, messen Sie danach und erklären Sie den Unterschied in einem Satz.