Strom

Elektrischer Strom, Stromstärke, Stromspannung

Eine gerichtete Bewegung von geladenen Elementarteilchen, also Ionen oder einzelnen Elektronen, nennt man „elektrischen Strom“.

Der Begriff Elektrizität leitet sich aus dem griechischen „Elektron“ ab, der Bezeichnung für Bernstein. An ihm wurde erstmals elektrische Energie beobachtet. Ein „Elektron“ ist ein negativ geladenes Elementarteilchen, ein „Proton“ ein positives. Gemeinsam bilden Protonen, Elektronen und neutrale Neutronen ein Atom. Hat ein Atom oder ein aus Atomen zusammengesetztes Molekül mehr Elektronen als Protonen oder mehr Protonen als Elektronen, dann ist es elektrisch geladen (negativ bzw. positiv) und ist damit ein „Ion“.

Ein elektrisches Feld ist grob gesagt der Raum zwischen unterschiedlichen Ladungen. Zwischen Plus- und Minuspol herrscht eine Spannung, durch welche mechanische Kraft auf Ladungsträger ausgeübt wird, immer in Richtung von positiver zu negativer Ladung.

In Bewegung gesetzt, können sich die Ladungsträger auch in feldfreien Räumen bewegen, sofern diese Räume Strom „leiten“. Schließt man die in Bewegung gesetzten Ladungsträger an einen Stromkreislauf an, „fließt“ der Strom.

Die Stromspannung ist also die Voraussetzung, dass überhaupt Strom fließt. Spannung zwischen einem Plus- und einem Minuspol kann auch bestehen, ohne dass Strom fließt. Sie ist eine Größe eines elektrischen Feldes und bezeichnet physikalisch die Möglichkeit einer Ladung, elektrische Arbeit zu verrichten. Die Einheit von Spannung (U) ist Volt (V).

Die Stromstärke (I) bezeichnet die Menge der elektrischen Ladungen, die in einer Zeiteinheit bewegt werden. Ihre Einheit ist Ampère (A).

Zur Veranschaulichung könnte man Strom mit Wasser in einem Ober- und einem Unterbecken vergleichen. Die Lageenergie des Oberbeckens entspricht in diesem Vergleich der Spannung, die Menge des fließenden Wassers wäre die Stromstärke.

Spannung und Stromstärke verhalten sich zueinander nach der Formel:

U (Spannung) = I (Stromstärke) x R (elektrischer Widerstand, gemessen in Ohm)

Gleichstrom und Wechselstrom

In der technischen Nutzung von Strom wird zwischen Gleichstrom und Wechselstrom unterschieden. Bei Gleichstrom ist Stärke und Richtung des Stromflusses konstant. Die meisten Endgeräte werden mit Gleichstrom betrieben.

Wechselstrom wechselt beständig die Richtung des Stromflusses. Die Häufigkeit dieser Wechsel bezeichnet die Frequenz. Wechselstrom eignet sich für die Umwandlung zwischen verschiedenen Spannungen und wird deshalb vor allem in den Verbundsnetzen eingesetzt. Wechselstrom wird vor Einspeisung in die Haushalte über einen „Gleichrichter“ in Gleichstrom gewandelt.

Elektrische Energie

Strom ist nicht identisch mit elektrischer Energie. Elektrische Energie bezeichnet die Arbeit, die mittels Elektrizität geleistet werden kann. Ihre Einheit ist Wattsekunde bzw. Kilowattstunde. (Eine Kilowattstunde entspricht 3,6 Millionen Wattsekunden).

Elektrische Energie errechnet sich nach der Formel
W = U x I x t

W = elektrische Energie, U = Spannung in Volt, I = Stromstärke in Ampère, t = Zeit in Sekunden

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