Der elektrische Strom
„Elektrischer Strom“, das hat jedes Kind schon einmal gehört. Strom ist die vermutlich bekannteste Größe der Elektrotechnik. Was Strom eigentlich ist und wie man sich den Strom anschaulich vorstellen kann, darauf gehen wir in diesem Beitrag ein.
Was ist elektrischer Strom?
Zunächst einmal ist der elektrische Strom wie die Ladung oder die Spannung eine physikalische Größe. Er hat das Formelzeichen I und die Einheit Ampere (Einheitenzeichen „A“).
Auf das Wassermodell, welches bereits im Artikel zur Spannung vorgestellt wurde, übertragen ist der elektrische Strom die Wassermenge pro Zeit, die durch einen bestimmten Querschnitt im Wasserkanal fließt. Im Stromkreis ist der Strom die Ladungsmenge pro Zeit, die durch einen definierten Querschnitt, z. B. durch ein Kabel fließt. Diese Ladungsmenge kann zum Beispiel eine bestimmte Menge an Elektronen sein, die in einer gerichteten Bewegung durch einen Metallleiter wandern. Genauso kann elektrischer Strom aber auch durch die Bewegung anderer Ladungsträger, z. B. Ionen, zustande kommen.
Als Gleichung ausgedrückt gilt für den Strom: I = d Q / d t
Die Formelzeichen Q und t stehen dabei für die Ladung und die Zeit.
Der Strom fließt dabei immer vom höheren elektrischen Potential zum niedrigeren Potential, genauso wie das Wasser im Wassermodell immer vom höheren Druckniveau zum niedrigeren Durckniveau (Beispiel: Wasserfall).
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Wovon ist die Stromstärke abhängig?
Die Stärke des elektrischen Stromes ist abhängig von der Spannung, welche die Quelle bereitstellt und den Verbrauchern, die sich im Stromkreis befinden. Je höher die Spannung der Quelle ist, desto höher ist der Strom. Dies kann anschaulich anhand des Wassermodells nachvollzogen werden: Je höher der Druck der Wasserquelle ist, desto stärker ist der Wasserfluss. Weiterhin ist die Höhe des Stromes abhängig vom Gesamtwiderstand im Stromkreis. Je höher dieser Gesamtwiderstand (die Summe der einzelnen hintereinander geschalteten Widerstände) ist, desto geringer wird der Stromfluss. Auch das kann man anhand des Wassermodells nachvollziehen: Je mehr Hindernisse den Wasserfluss behindern, desto geringer wird der Wasserstrom, der durch den Kanal fließt. Wichtig ist zu beachten, dass sowohl der Wasserstrom als auch der elektrische Strom an jeder Stelle dieselbe Intensität hat, sofern es im Kreis keine Verzweigung gibt.
Eine noch etwas ausführlichere Erklärung des elektrischen Stromes anhand des Wassermodells findest du im unten angezeigten Video.