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Elektrischer Strom – Was ist das?

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Die Autor/-innen
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Sandra Haufe
Elektrischer Strom – Was ist das?
lernst du in der 8. Klasse - 9. Klasse - 10. Klasse

Beschreibung Elektrischer Strom – Was ist das?

Hallo ! Du weißt ja, dass im elektrischen Stromkreis Strom fließt. Und sicher hast du schon gehört, dass Strom gefährlich ist und man im Umgang mit ihm vorsichtig sein muss. Doch was konkret ist Strom eigentlich und was verstehen wir in der Physik darunter ? In diesem Video lernst du den physikalischen Strombegriff kennen, der neben der Spannung der zweite wichtige Begriff ist, und wie er mit der Bewegung von Ladungsträgern wie den Elektronen zusammenhängt. Außerdem lernst du wie du ihn dir vorstellen und messen kannst. In einem Vergleich mit der Bewegung der Wassermoleküle in einem Fluss lernst du was den Strom antreibt und ob man überhaupt sagen kann, „der Strom fließt“. Natürlich lernst du auch die zugehörige Einheit und das entsprechende Formelzeichen kennen.

Transkript Elektrischer Strom – Was ist das?

Hallo In diesem Video geht es um Strom. Den Begriff Strom kennt man ja auch schon aus dem Alltag. Man hört zum Beispiel "Strom fließt", oder auch "Strom ist gefährlich", und man spricht vom Stromverbrauch. Aber ob diese Redewendungen physikalisch auch richtig sind, werden wir dann am Ende des Videos überprüfen. Zunächst einmal klären wir die Frage: Was ist das überhaupt - Strom? Um sich den elektrischen Strom besser vorstellen zu können, nimmt man gern das Beispiel des Flusses. Ein Fluss, dessen Wasser den Berg bergab fließt. Und Strom fließt ja oft in guten elektrischen Leitern - Metalle zum Beispiel sind solche. Und dann hat man immer einen negativen Pol und einen positiven Pol. Das hier soll jetzt mal ein Stromkabel darstellen. Und in diesem Kabel befinden sich kleinste Teilchen, die negativ geladen sind. Die Elektronen. Und die Elektronen werden nun vom Pluspol angezogen, und vom Minuspol abgestoßen. Deswegen strömen sie alle in die eine Richtung. Diese elektrischen Ladungen kann man beim Fluss vergleichen mit den Molekülen. Die fließen ja auch alle den Berg bergab in eine Richtung. Gut, also den ersten Punkt haben wir schon mal. Strom, das sind zunächst fließende Ladungen und beim Fluss sind das Äquivalent fließende Moleküle. Wenn Strom fließt, dann sind das die Elektronen, die, wenn eine Spannung angelegt ist, zum Pluspol hin wandern. Und beim Fluss, da liegt das an dem Höhenunterschied, dass die Teilchen angezogen werden und somit den Berg runter fließen. So viel erst mal allgemein zum Strom, man kann die Stromstärke aber auch messen. Und dazu hat man ein Formelzeichen festgelegt, das I. Und dann braucht man natürlich auch noch eine Einheit, und das ist für den Strom 1 Ampere, A abgekürzt. Und was gibt die Stromstärke nun an? Dazu nehmen wir einen Querschnitt aus dem Kabel. Stell dir nun vor, du setzt dich daneben und zählst alle Elektronen, die vorbeikommen, und dabei misst du noch die Zeit. Und je mehr vorbeikommen in der Zeit, desto größer ist die Stromstärke. Also Strom ist ein Maß für die Zahl der geflossenen Ladungen pro Sekunde. Also in Formelzeichen ausgedrückt ist das dann I für Strom ist gleich Q, das ist das Formelzeichen für die Ladungen, geteilt durch t, Zeit: I=Q/t. Und das ist die Definition für den Strom. Kommen wir nun noch mal zum Fluss, um das Ganze ein bisschen zu veranschaulichen. Also auch hier nehmen wir uns einen Querschnitt, setzen uns daneben, und um die Stromstärke des Flusses zu messen müssen wir alle Wassermoleküle, die an uns vorbeigehen zählen, und dabei die Zeit messen. Gut, das wars erst mal zum Strom. Kommen wir jetzt noch mal zurück zu unseren anfänglichen Aussagen über den Strom, und überprüfen wir dieses mal. Also, die erste Aussage war: Strom fließt. Das sagt man ja so, und auch in der Physik sagt man das so, aber genau genommen ist es ja nicht der Strom, der fließt, sondern die Ladung, also die Elektronen, die fließen. Strom ist gefährlich. Das stimmt! Wenn Strom durch den Körper fließt, und danach im Boden abfließen kann, dann ist Strom schon ab wenigen Milliampere richtig gefährlich. Und der letzte Punkt war: Stromverbrauch. Na ja genau genommen Stromverbrauch gibt es gar nicht. Das ist zwar eine typische Redewendung, aber genau genommen handelt es sich beim Stromverbrauch nur um eine Energieumwandlung von elektrischer Energie in andere Energieformen, zum Beispiel Wärmeenergie. Gut, dann haben wir ja alle drei Begriffe geklärt. Also ich hoffe, ich konnte euch helfen. Danke fürs Zuschauen, bis zum nächsten Mal. Tschüss!

34 Kommentare

34 Kommentare
  1. seht tolles Video, Danke!

    Von Su Sannah, vor 17 Tagen
  2. Super Video !!!

    Von Jaja Lzr, vor 3 Monaten
  3. War sehr gut erklärt

    Von Jennifersojka, vor 5 Monaten
  4. War gut erklärt

    Von Martino Hoffmann, vor mehr als 2 Jahren
  5. 🌸

    Von Laralauber45, vor mehr als 2 Jahren
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Elektrischer Strom – Was ist das? Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Elektrischer Strom – Was ist das? kannst du es wiederholen und üben.
  • Finde die physikalisch sinnvollen Aussagen.

    Tipps

    Was ist die Definition des elektrischen Stroms?

    Passiert etwas, wenn du dich vom elektrischen Strom fern hältst?

    Lösung

    Strom ist die Bewegung elektrisch geladener Teilchen im Leiter. Es macht also keinen Sinn zu sagen, dass der Strom fließt. Es sind die Teilchen, die fließen.

    Um Stromkabel herum befindet sich eine Isolierung. Dadurch bleiben die geladenen Teilchen im Leiter. Der Strom ist nur gefährlich, wenn er durch deinen Körper fließt. Das kann zum Beispiel passieren, wenn du einen nicht isolierten Leiter anfasst (wenn darin ein Strom vorhanden ist).

    Der Strom ist die Bewegung von Teilchen. Die Bewegung von Teilchen kann man nicht verbrauchen. Mit Stromverbrauch meint man eigentlich eine Umwandlung elektrischer Energie in andere Energieformen, zum Beispiel Lichtenergie und Wärmeenergie.

  • Beschreibe den elektrischen Strom und die Stromstärke.

    Tipps

    Welche Ladung haben Elektronen?

    Überlege dir, welche Eigenschaften geladene Teilchen haben müssen, um sich anzuziehen, und welche sie haben müssen, um sich abzustoßen.

    Lösung

    In elektrischen Leitern befinden sich freie Elektronen. Elektronen sind negativ geladen. Deshalb werden sie vom Minuspol abgestoßen und vom Pluspol angezogen.

    Die Formel für die Stromstärke ist $I=\frac{Q}{t}$, also Ladung pro Zeit. Es geht dabei darum, wie viel Ladung pro Zeit durch den Querschnitt eines Leiters fließt. Die Einheit ist also Coulomb pro Sekunde. Diese Einheit wird zu Ehren des Physikers Andre-Marie Ampere als Ampere bezeichnet.

  • Berechne die Stromstärke.

    Tipps

    Erinnere dich an die Formel für die elektrische Stromstärke.

    Was ist die Einheit der elektrischen Stromstärke?

    Lösung

    Gegeben sind die Ladung $Q=20\,C$ und die Zeit $t=10\,s$. Gesucht ist die Stromstärke $I$.

    Die Stromstärke ist definiert als die Ladung, die pro Zeit durch den Querschnitt eines Leiters fließt. Also

    $I=\frac{Q}{t}$.

    Wir setzen ein und erhalten:

    $I=\frac{20\,C}{10\,s}=2\,\frac{C}{s}$.

    Coulomb pro Sekunde ist die Einheit der Stromstärke, das Ampere oder $A$. Wir erhalten also:

    $I=2\,A$.

  • Benutze den Vergleich von elektrischem Strom und Fluss.

    Tipps

    Was ist die Definition des elektrischen Stroms?

    Aus was besteht der elektrische Strom?

    Können geladene Teilchen einfach verschwinden?

    Wie groß ist die Stromstärke nach der Vereinigung der beiden Leiter?

    Lösung

    Der elektrische Strom ist die gemeinsame Bewegung der Elektronen im Leiter. Wie die Moleküle im Fluss können die Elektronen nicht einfach verschwinden, wenn sie an eine Abzweigung kommen. Es können auch nicht mehr Elektronen hinzukommen. An einer Abzweigung teilen sich die Elektronen also auf. Da beide Abzweigungen genau gleich sind und danach wieder zusammenführen, teilen sich die Elektronen zu gleichen Teilen auf die beiden Abzweigungen auf. Genau so verhält sich auch das Wasser in einem Fluss oder in einem Rohr.

    Die Stromstärke ist definiert als die Zahl der Elektronen, die pro Zeit durch den Querschnitt eines Leiters fließen. Wenn durch jeden der Teilleiter die Hälfte der Elektronen fließt, dann ist die Stromstärke also genau die Hälfte der Stromstärke vor der Abzweigung. Nach der Abzweigung ist die Stromstärke wieder genau gleich groß. Wir können das auch in Formeln ausdrücken.

    Wir bezeichnen die Stromstärke vor der Abzweigung als $I$, die Stromstärke im ersten Abzweig als $I_1$ und die Stromstärke im zweiten Abzweig als $I_2$. Wir wissen, dass $I=\frac{Q}{t}$ und $I_1=\frac{\frac{Q}{2}}{t}$. Dann ist klar, dass $I_1=\frac{I}{2}$. Dasselbe gilt für $I_2$. Im Allgemeinen gilt an solchen Abzweigungen $I=I_1+I_2$.

  • Finde die richtigen Vergleiche.

    Tipps

    Erinnere dich an die Definition des elektrischen Stroms.

    Was bewegt sich im Wasser, wenn es fließt und was bewegt sich im Leiter?

    Lösung

    Den elektrischen Strom bilden die geladenen Teilchen im Leiter: die Elektronen. Die Strömung im Fluss wird vom Wasser gebildet, das aus Molekülen besteht. Was für den elektrischen Strom die Elektronen sind, sind im Fluss die Wassermoleküle.

    Die Elektronen befinden sich also im Leiter und die Moleküle im Flussbett.

    Die Stärke des elektrischen Stroms wird über die gesamte Ladung bestimmt, die pro Zeit durch den Querschnitt des Leiters fließt. Die Stärke der Strömung im Fluss wird durch die Zahl von Molekülen bestimmt, die pro Zeit durch den Querschnitt des Flusses fließen.

    Die Elektronen fließen aufgrund ihrer negativen Ladung vom Minus- zum Pluspol. Die Wassermoleküle fließen durch die Erdanziehung immer bergab.

  • Berechne die Zeit zum Durchfließen des Leiters.

    Tipps

    Erinnere dich an die Formel zur Berechnung der Stromstärke.

    Erinnere dich daran, wie man Formeln umstellt.

    Lösung

    Gegeben sind die Stromstärke $I=5\,A$ und die Ladung $Q=20\,C$. Gesucht ist die Zeit $t$.

    Die Stromstärke ist definiert als die Ladung $Q$, die pro Zeit $t$ durch den Querschnitt eines Leiters fließt. Also:

    $I=\frac{Q}{t}$.

    Da wir die Zeit wissen möchten, stellen wir diese Formel um. Wir multiplizieren auf beiden Seiten mit $t$ und erhalten:

    $I\cdot t=Q$.

    Dann teilen wir auf beiden Seiten durch $I$ und es ergibt sich:

    $t=\frac{Q}{I}$.

    Dann setzen wir ein und erhalten:

    $t=\frac{20\,C}{5\,A}=4\,\frac{C}{A}=4\,\frac{C}{\frac{C}{s}}=4\,s$.

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