Advent, Advent, 1 Monat weihnachtliche Laufzeit geschenkt.

Nicht bis zur Bescherung warten, Aktion nur gültig bis zum 18.12.2016!

Textversion des Videos

Transkript Elektrische Stromstärke als Grundgröße

Hallo, hast du schon mal darüber nachgedacht, am nächsten großen Fluss ein Floß zu bauen und einfach mit der Strömung zu reisen? Das Wasser strömt durch das Flussbett und trägt dein Floß.

Direkt daneben gibt es noch einen weiteren Strom. Er strömt durch die Kabel der Fernleitung. Es ist der elektrische Strom, der die Großstadt in der Ferne mit Energie versorgt. Aber was strömt dabei eigentlich und wie können wir das messen? Dabei hilft uns die Elektrische Stromstärke als Grundgröße.

Du lernst hierbei zunächst das elektrische Leitungsmodell kennen und dann zeige ich dir, was die elektrische Stromstärke ist und wie man sie messen und vergleichen kann.

Das elektrische Leitungsmodell

Für das Leitungsmodell schauen wir uns einen einfachen Stromkreis aus einer Batterie, einer Lampe und elektrischen Leitungen an. Eine sehr nützliche Modellvorstellung ist, dass sich in jedem Leiter Ladungsträger befinden, die sich frei bewegen. Bei Metalldrähten wie zum Beispiel Kupfer sind dies die negativen Elektronen.

Zusätzlich befinden sich noch positive Ladungsträger im Leiter, die sich nicht bewegen können. Dabei gibt es immer gleich viele negative wie positive Ladungsträger. Deshalb ist der gesamte Leiter elektrisch neutral.

Bei einer Batterie ist das anders. Am negativen Pol gibt es besonders viele Elektronen. Das wird als Elektronenüberschuss bezeichnet. Am positiven Pol gibt es sehr wenige Elektronen, was man Elektronenmangel nennt.

Wenn man nun den Stromkreis schließt, werden Elektronenüberschuss und Elektronenmangel ausgeglichen. Die Elektronen fließen durch den Leiter vom negativen zum positiven Pol der Batterie. Das ist der elektrische Strom. In diesem Fall handelt es sich um einen Elektronenstrom. Beachte jedoch, dass sich die Elektronen entgegengesetzt zur technischen Stromrichtung bewegen.

Die Entdecker des elektrischen Stroms haben die technische Stromrichtung nämlich festgelegt, ohne etwas von Elektronen zu wissen. Nachdem sich alle daran gewöhnt hatten, wollte es niemand mehr ändern.

Halten wir allgemein fest: Der elektrische Strom ist die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern. Elektronen bewegen sich entgegen der technischen Stromrichtung vom negativen zum positiven Pol einer Batterie.

Wir sprechen hier allgemein von Ladungsträgern. Und das hat einen Grund. Es gibt auch noch eine andere Art der elektrischen Leitung. Eigentlich ist Wasser kein guter elektrischer Leiter. Setzen wir in unseren Stromkreis noch ein Glas Wasser, leuchtet die Lampe nur schwach.

Doch geben wir etwas Salz ins Wasser, leitet es den elektrischen Strom recht gut. Das Salz zerfällt im Wasser in positive und negative Ladungsträger. Sie werden als Ionen bezeichnet.

Die positiven Ionen bewegen sich in Richtung des negativen Pols der Batterie. Die negativen Ionen bewegen zum positiven Pol. Die Lampe leuchtet also stärker als vorher, weil mehr bewegliche Ladungsträger im Wasser sind.

Die elektrische Stromstärke

So können wir auch die Stärke elektrischer Ströme vergleichen. Die zugehörige physikalische Größe heißt elektrische Stromstärke. Sie bekommt das Formelzeichen groß I und gibt an, wie viele Ladungsträger, Delta Q, pro Zeiteinheit, Delta t, durch die elektrische Leitung fließen.

Die Ladung wird in Coulomb und die Zeit in Sekunden gemessen. Deshalb ist die Einheit der Stromstärke: Coulomb pro Sekunde. Dies wird auch als ein Ampere bezeichnet. Das geschah zu Ehren von André-Marie Ampère, der im frühen 19. Jahrhundert grundlegende Arbeit zum Verständnis des elektrischen Stroms geleistet hat.

Messen können wir die Stromstärke mit einem so genannten Amperemeter. Dieses wird so in den Stromkreis eingebaut, dass sich die Elektronen durch das Messgerät bewegen müssen. Man sagt, man schaltet das Amperemeter in Reihe. Auf diese Weise können wir verschiedene physikalische Systeme oder Objekte ausmessen und vergleichen.

Für Leitungswasser und einen Stromkreis, wie am Anfang des Videos, ist die Stromstärke noch sehr gering. Sie liegt bei etwa 10 Milliampere. Die Vorsilbe “Milli” bedeutet ein Tausendstel. 10 Milliampere sind also 10 durch 1000 Ampere. Und das sind 0,01 Ampere. Bei Salzwasser liegt die Stromstärke dagegen schon bei etwa 1 Ampere. In den Heizwendeln eines Wasserkochers beträgt die Stromstärke etwa 10 Ampere. Und in der Fernleitung vom Anfang des Videos kann die Stromstärke sogar über hundert Ampere betragen.

Zusammenfassung

Fassen wir also zusammen: Der elektrische Strom ist die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern. Ladungsträger können Elektronen oder Ionen sein. Elektronen tragen eine negative Ladung. Ionen können positiv oder negativ sein. Negative Ladungsträger fließen in die Richtung des positiven Pols der Energiequelle. Sie fließen also entgegen der technischen Stromrichtung.

Die Stärke des elektrischen Stroms wird als Stromstärke I mit der Einheit Ampere bezeichnet. Sie gibt an, wie viele Ladungsträger pro Zeitintervall durch die elektrische Leitung fließen.

Vielleicht hast du ja ein Amperemeter zu Hause. Dann kannst du selber die Stromstärke für einen Stromkreis mit einer Flachbatterie und verschiedenen Materialien messen. Du wirst staunen, welche Stoffe alles den Strom leiten können!

Informationen zum Video
4 Kommentare
  1. Default

    Ihr habt einen Schreibfehler im Video. Es steht "Der eklektrische Strom ist die gerichte Bewegung von Ladungströmen" an der Tafel.

    Von Deleted User 221074, vor 11 Monaten
  2. Wellensittich ankiro fotolia com

    Es heißt Stromstärkemesser, nicht Ampérmeter!

    Von Iris Dd, vor mehr als einem Jahr
  3. Default

    ihr veranschaulicht das immer voll gut

    Von Berg Trifft, vor mehr als einem Jahr
  4. Default

    Gutes Video, hat mir geholfen ;-)

    Von Derschs, vor mehr als einem Jahr