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Was ist elektrischer Strom und was bedeutet Stromstärke?

Als elektrischen Strom bezeichnet man den Transport von elektrischen Ladungsträgern. Wenn du zum Beispiel dein Smartphone an eine Steckdose anschließt, dann fließen Elektronen von der Steckdose durch das Ladekabel zu deinem Handy. Die Ladungsträger sind also in diesem Fall die Elektronen.

Die elektrische Stromstärke ist ein Maß dafür, wie viele Ladungsträgern pro Zeiteinheit durch den Querschnitt des Leiters fließen. Deshalb ist ihre Einheit, das Ampere, auch als Coulomb pro Sekunde definiert: \(1\,\text{A} = 1 \, \frac{\text{C}}{\text{s}} \).

Genaue Definitionen für den elektrischen Strom und die Stromstärke findest du hier. Außerdem bringen wir dir alle Grundlagen zum elektrischen Strom näher, die du kennen solltest: Wann, wie und warum fließt elektrischer Strom eigentlich und seit wann gibt es ihn? Antworten zu diesen Fragen findest du hier – zusammen mit unseren Klassenarbeiten zum elektrischen Strom und der Stromstärke, die für die Vorbereitung auf die nächste Klassenarbeit Gold wert sind!

Was ist die Stromstärke?

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Stromstärke

Stromstärke

Stromstärke

Was hat die Ladung mit dem Strom zu tun?

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Zusammenhang Strom – Ladung

Zusammenhang Strom – Ladung

Zusammenhang Strom – Ladung

Was du wissen musst

  • Wann fließt elektrischer Strom?

    Wenn zwei Punkte durch einen ununterbrochenen elektrischen Leiter verbunden sind und zwischen ihnen eine elektrische Spannung besteht, dann fließt auch ein elektrischer Strom.

    Die Spannung ist also die Ursache für den Fluss des elektrischen Stroms. Genauer gesagt ist die Spannung die Potenzialdifferenz zwischen den beiden Punkten. Die Potenzialdifferenz ist der Unterschied in der potenziellen Energie, die ein Ladungsträger aufgrund des elektrischen Feldes an den beiden Punkten relativ zu seiner Ladung hat.

    Wenn es um die Richtung des Stroms geht, unterscheidet man zwischen der technischen und der physikalischen Stromrichtung:

    • Mit der physikalischen Stromrichtung ist die Bewegungsrichtung der Ladungsträger gemeint. Wenn es sich bei den Ladungsträgern um Elektronen handelt, dann zeigt sie von Minus nach Plus, da die negativ geladenen Elektronen vom positiven Pol angezogen werden. In der Schule wird dir vor allem diese Stromrichtung begegnen.
    • Neben der physikalischen Stromrichtung gibt es noch die technische Stromrichtung. Diese wurde vor langer Zeit festgelegt, als man die atomaren Vorgänge des Stromflusses noch nicht verstand. Die technische Stromrichtung zeigt immer von Plus nach Minus. Aus heutiger Sicht kann man sagen, dass diese Stromrichtung immer den Feldlinien des elektrischen Feldes folgt. Für den Fluss von negativen Ladungsträgern wie Elektronen zeigt die technische Stromrichtung im Vergleich zur physikalischen Stromrichtung also in die entgegengesetzte Richtung. Weil dies oft verwirrend sein kann, ist man in vielen Bereichen dazu übergegangen, nur noch die physikalische Stromrichtung zu verwenden.
  • Wann wurde elektrischer Strom entdeckt?

    Die Griechen in der Antike kannten bereits die elektrostatische Wirkung von Bernstein, auch wenn sie keine physikalische Erklärung dafür hatten. Doch vor dem Übergang vom 18. ins 19. Jahrhundert sollte die Menschheit keinen Weg finden, elektrischen Strom für sich zu nutzen. Dies begann erst mit Volta, dem es gelang, die erste Batterie und damit die erste Quelle für nutzbaren elektrischen Strom zu konstruieren. Batterien wurden etwas später beispielsweise für die Telegrafie genutzt.

    Die Leistung von Batterien war allerdings begrenzt. Um den elektrischen Strom für größere Anwendungen nutzen zu können, war eine andere Art der Stromerzeugung nötig. Dabei half der Zusammenhang von Elektrizität und Magnetismus, der im 19. Jahrhundert entdeckt wurde. Wichtige Beiträge hierfür kamen unter anderem von Ampère, Faraday und Ørstedt. Ein essentieller Schritt für die technische Anwendung war die Entdeckung der Induktion (Faraday): Durch einen elektrischen Leiter floss, wie von Zauberhand, ein elektrischer Strom, wenn er in einem Magnetfeld eine geeignete Bewegung ausführte. Dies führte zur Erfindung des Elektrogenerators – und damit zu der Möglichkeit, aus mechanischer Bewegung elektrischen Strom zu erzeugen. Besonders der Generator mit Selbsterregung von Siemens sicherte endgültig den Siegeszug des elektrischen Stroms in unserem Alltag.

    Zu Beginn wurde der elektrische Strom vor allem zum Betrieb von Glüh- und Bogenlampen genutzt. Die erste dieser Lampen, die über mehrere Stunden in Betrieb genommen werden konnte, wurde von Edison entwickelt. Was noch fehlte, war ein umfassendes Stromnetz, um die neue Technologie für alle zugänglich zu machen. Das gelang unter anderem mit dem Transformator, der 1881 von Tesla erfunden wurde. Dank dieser Erfindung wurde es möglich, Strom über weitere Strecken verlustarm zu transportieren. Ende des 19. Jahrhunderts setzte sich dann endgültig der Wechselstrom für das Stromnetz durch.

    In Deutschland zeigte sich die Elektrifizierung gegen Ende des 19. Jahrhunderts zunächst in elektrischen Straßenlaternen und auch den ersten elektrischen Straßenbahnen. Seit den 1920er-Jahren ist der elektrische Strom im größeren Ausmaß in unseren Privathaushalten angekommen.

  • Wie gefährlich ist elektrischer Strom?

    Nicht jeder elektrische Strom ist gefährlich für den Menschen. Tatsächlich ist es so, dass elektrische Ströme in unseren Körpern lebensnotwendig sind. Unser Herz schlägt beispielsweise dadurch, dass ein elektrischer Strom von speziellen Zellen im Herzen erzeugt wird, auf dessen Signal hin sich der Herzmuskel zusammenzieht. Dies kann auch künstlich geschehen – durch einen implantierten Herzschrittmacher. Ebenso werden unsere Organe und unsere Muskeln durch elektrische Impulse gesteuert, die von unserem Gehirn ausgehen.

    Trotzdem kann der elektrische Strom für uns Menschen gefährlich sein. Wenn zum Beispiel ein äußerer Strom durch unser Herz fließt, der stärker als unser interner Herzstrom ist, dann versucht unser Herz, dem stärkeren Strom zu folgen. Dadurch kann es zu Herzrhythmusstörungen oder Kammerflimmern kommen – das ist lebensgefährlich!

    Ob elektrischer Strom für uns gefährlich ist oder nicht, hängt vor allem von folgenden Faktoren ab:

    • Stromstärke
    • Weg durch unseren Körper
    • Dauer

    Bereits ein Strom mit einer Stromstärke von \(50 \text{ mA}\) kann für den Menschen tödlich sein, wenn er über das Herz fließt. In unseren Haushalten gibt es deshalb einige Sicherheitsvorkehrungen, wie Sicherungen und spezielle Schalter, die verhindern sollen, dass bei einem Stromunfall ein Mensch zu schaden kommt.