30 Tage kostenlos testen:
Mehr Spaß am Lernen.

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Stromstärke 14:49 min

Textversion des Videos

Transkript Stromstärke

Einen wunderschönen guten Morgen, hier ist wieder der Robert Schabloni, und heute haben wir eine Sendung über die Stromstärke. Die Stromstärke ist eine wichtige Größe, die zum Stromkreis gehört. Ich zeichne hier noch mal ein Schaltbild von einem ganz einfachen Stromkreis. In diesem Stromkreis gibt es nur die Spannungsquelle, eine Lampe und einen Widerstand. Die wichtigen physikalischen Größen, um so einen Stromkreis zu beschreiben, sind die Spannung, die Stromstärke und der Widerstand. Und die Stromstärke ist das, worum es hier in dieser Sendung gehen soll. Die Stromstärke bewirkt in diesem Fall, dass die Lampe leuchtet. Es gibt ja verschiedene Arten von Strömen. Es gibt ja nicht nur den elektrischen Strom, sondern es gibt ja auch in anderen Situationen Ströme, zum Beispiel im Straßenverkehr. Ich habe hier mal eine Straße hingezeichnet, und ich lasse da jetzt mal so ein paar Autos drüberfahren. Ich wische die Straße jetzt mal wieder weg, und wir wollen jetzt mal aufschreiben, wie stark der Verkehr auf dieser Straße jetzt gewesen ist. Um das zu bestimmen, definieren wir uns die Stromstärke, in diesem Fall der Verkehrsstrom, und dann messen wir einfach, wie viele Autos sind da gefahren und in welcher Zeit ist das passiert. Und diese beiden Größen, die teilen wir dann durch einander. In diesem Beispiel waren das drei Autos. Und wenn jetzt jemand an der Straße gestanden hätte und die Autos gezählt hätte, dann hätte er ungefähr zehn Sekunden warten müssen, bis das letzte Auto vorbeigefahren ist. Ströme können ja unterschiedlich stark sein. Wenn jetzt drei Autos in einer Sekunde vorbeifahren, dann wäre das eine sehr stark befahrene Straße. Das wären ja 180 Autos pro Minute und 10800 Autos pro Stunde. Wenn drei Autos in 24 Stunden, also einem ganzen Tag, vorbeifahren, also zwischen dem ersten vorbeifahrenden Auto und dem letzten 24 Stunden liegen, dann wäre das sicherlich ein sehr schwacher Verkehrsstrom. Es ist also von ganz entscheidender Bedeutung, dass wir neben der Menge der vorbeifahrenden Autos auch immer die Zeit wissen, in der diese Autos vorbeifahren. Aber nun wollen wir mal klären, was es heißt, wenn ein elektrischer Strom fließt. Um einen elektrischen Strom zu leiten, nimmt man sehr häufig einen Kupferdraht. Ich habe hier auch einen dabei. Da ist also immer so eine Isolierung drum herum. Hier das Rote und Weiße und dieses Blanke, was da vorne rausguckt, das rötliche Metall. Das ist das Kupfer. Ich zeichne jetzt mal ein Schaubild, wo man also sehen kann, wie so ein Draht aufgebaut ist. Der besteht aus Metallatomen, diese schwarzen Kreise, das sollen die Rümpfe der Atome sein, und die sind positiv geladen. Deswegen male ich da ein Plus rein. Zwischen den Atomrümpfen befinden sich die Elektronen, die Leitungselektronen, und da male ich jetzt mal so rote Kügelchen hin. Die Elektronen sind negativ geladen und können sich im Metall auch durch das gesamte Material hindurchbewegen. Ich habe jetzt bloß zwei Reihen aus solchen Atomen gezeichnet. Bei dem Kupferdraht, den ich da vorhin hatte, der ist ja ungefähr einen Millimeter dick, da sind das viel mehr als zwei Reihen. Da sind das dann schon eine Million solcher Atomreihen, die nebeneinander sind. Aber man kann das auch mit zwei Reihen veranschaulichen, was da passiert. Bisher ist in diesem Schaubild noch gar nichts passiert, da ist also noch kein Strom geflossen. Und jetzt stellen wir uns mal vor, wir schließen da eine Batterie an diesen Draht an, hier dargestellt durch diesen Pluspol auf der linken Seite und den Minuspol auf der rechten Seite. Die Elektronen, die ja negativ geladen sind, werden dann von dem Pluspol der Batterie angezogen und von dem Minuspol abgestoßen. Das heißt, sie bewegen sich jetzt im Draht. Und zwar hier von rechts nach links, also vom Minuspol zum Pluspol. Und dann verschwinden auf der linken Seite Elektronen im positiven Pol der Batterie, und auf der rechten Seite, aus dem Minuspol, da kommen dann wieder neue Elektronen raus. Jetzt wische ich das Schaubild mal wieder weg. Und ich möchte jetzt noch mal diskutieren, wie das mit der Richtung des Stromes ist. Die Elektronen sind ja negativ geladen und bewegen sich daher, wenn der Strom fließt, immer vom negativen Pol weg und zum positiven Pol hin. Es gibt aber noch eine andere Stromrichtung, nämlich die sogenannte technische Stromrichtung, und die beschreibt, wie sich ein positiv geladenes Teilchen bewegen würde, nämlich vom Pluspol zum Minuspol. Ein positiv geladenes Teilchen, das würde ja vom positiven Pol einer Spannungsquelle abgestoßen werden und vom Minuspol angezogen. Die technische Stromrichtung und die Bewegungsrichtung der Elektronen sind also genau entgegengesetzt zueinander. Jetzt fragt ihr euch wahrscheinlich, warum man etwas so Einfaches so kompliziert beschreibt, also warum man da zwei verschiedene Richtungen definiert hat. Ist das nicht eigentlich komisch? Um das zu verstehen, muss man ein bisschen in der Geschichte der Physik zurückblicken. Ein Physiker, der elektrische Ströme erforscht hat, das war André-Marie Ampère. Ein Franzose, der hat gelebt von 1775 bis 1836. Und er war es auch, der diese technische Stromrichtung festgelegt hat. Und er wusste eben noch nicht, was in einem Stoff passiert, wenn da ein Strom durchfließt. Aber wie ist er eigentlich dazu gekommen, dem Strom überhaupt eine bestimmte Richtung zuzuschreiben? Er hatte ein Experiment gemacht, und das skizziere ich hier mal, das besteht aus einem mit Wasser gefüllten Behälter, das zeichne ich hier mal in schwarz hin. An diesem Behälter, da ist also eine elektrische Spannung drangelegt, da sind also so Platinspitzen, die da hineinragen, das ist hier in grün gezeichnet. Jetzt kommt hier also noch Wasser rein. Wenn das Wasser nun unter Spannung steht, dann passiert etwas Interessantes. Das Wasser wird in seine Bestandteile zersetzt. Am Minuspol bildet sich Wasserstoff, und am Pluspol bildet sich Sauerstoff. Das kommt dadurch zustande, dass ein Strom in dem Wasser fließt. Und Ampère hat einfach definiert, dass die Richtung des Stromes von der Seite, wo der Sauerstoff entsteht, hin zu der Seite, wo der Wasserstoff entsteht, sein soll. Die Atomrümpfe von dem Wasserstoff, die fließen auch tatsächlich in diese Richtung, denn die sind positiv geladen. Elektronen fließen aber natürlich in die andere Richtung wegen ihrer negativen Ladung. Aber das war eben damals, Anfang des 19. Jahrhunderts, noch nicht bekannt. Und deswegen hat Ampère die Richtung einfach so willkürlich festgelegt. Ich schreibe noch mal den Namen dieses Apparates hin. Man nennt ihn einen „Wasserzersetzungs-Apparat“, eben weil das Wasser zersetzt wird in Sauerstoff und Wasserstoff. Was euch jetzt wahrscheinlich auch schon brennend interessiert, das ist das Formelzeichen und die Einheit der elektrischen Stromstärke. Und da will ich jetzt auch mal zu kommen. In Worten ausgedrückt ist die Stromstärke die Ladungsmenge geteilt durch die Zeit, in der diese Ladung an einer Stelle im Draht vorbeifließt. Diese Ladung wird von den Elektronen transportiert, wenn man einen metallischen Draht hat. Es gibt aber auch Fälle, wie zum Beispiel dieser Zersetzungs-Apparat von eben, wo dann auch positiv geladene Atomrümpfe durch die Gegend fließen und eben auch eine Ladung transportieren. Das Formelzeichen für die Stromstärke ist ein großes I. Und man schreibt dann: I ist gleich ΔQ durch Δt. Das große Q steht für die Ladungsmenge und das t für die Zeit. Und jetzt ist noch dieses komische Delta, das Dreieck, immer davor. Und vielleicht fragt ihr euch jetzt, warum man das auch noch davor schreibt. Auch das möchte ich nicht außer Acht lassen. Also, warum steht da „Delta t“? Das Delta bedeutet, dass man eine Differenz bildet. Wenn man zum Beispiel so eine Uhr hat, wie ich sie hier hingezeichnet habe, dann kann man damit eine Zeit stoppen. Zum Zeitpunkt t1 startet die Uhr, und zum Zeitpunkt t2 wird die Uhr gestoppt. Und die Differenz aus den beiden Zeitpunkten t2 minus t1 ist eben die Zeit die vergangen ist. Δt ist das. Warum ΔQ? Ich habe hier mal eine Batterie hingelegt. Und davon jetzt kurz ein Schaubild. In der Batterie ist Ladung gespeichert. Auf der einen Seite der Batterie sind ganz viele Elektronen und nur wenige Atomrümpfe. Das ist der Minuspol. Und auf der anderen Seite der Batterie sind viele Atomrümpfe, die positiv geladen sind, und nur verhältnismäßig wenige Elektronen. Das ist der Pluspol der Batterie. Also auf jeder Seite der Batterie ist von einer Sache zu viel. Oder halt von der anderen Sache zu wenig. In einem Draht ist das nicht so. Da gleichen die negativen Ladungen der Elektronen die der positiven Atomrümpfe immer aus. In der Batterie ist es aber nicht so. Und deswegen ist da Ladung gespeichert. Nennen wir sie mal Q1. Wenn ich jetzt die beiden Pole der Batterie durch einen Draht miteinander verbinde, dann fließen Elektronen von der einen Seite hinüber zum Pluspol und können da sich an die Atomrümpfe heften und deren positive Ladungen zum Teil ausgleichen. Deswegen habe ich jetzt hier links so ein paar rote Punkte weggewischt und die zu den schwarzen Kreisen, den Atomrümpfen, auf der anderen Seite hingemalt. Auf der linken und der rechten Seite der Batterie ist jetzt also weniger Ladungsüberschuss vorhanden. Wir nennen das jetzt Q2, was da noch an Ladung vorhanden ist. Und die Differenz, also Q2 minus Q1, das ist eben genau die Ladungsmenge, die jetzt durch den Draht, mit dem ich die Pole der Batterie verbunden habe, hindurchgeflossen ist. Und das nennen wir ΔQ. Die Einheit, in der man die Stromstärke misst, das ist das Ampere. Das ist eben nach André-Marie Ampère benannt worden. Man schreibt dann dafür einfach nur ein großes A. Ein Ampere, das entspricht sechs Trillionen Elektronen, die pro Sekunde durch den Draht fließen. Allerdings sind die Elektronen in einem Kupferdraht immer ziemlich langsam. Die liegen nämlich nur ungefähr drei Millimeter in der Sekunde zurück. In unseren Haushaltsgeräten liegen die Stromstärken immer unterhalb von zehn Ampere. Und wenn es mehr als zehn Ampere sind, dann fliegt für gewöhnlich die Sicherung raus. Stromstärken, die für den Menschen tödlich sind, sind ziemlich niedrig. Wenn durch den menschlichen Körper 0,1 Ampere, also ein Zehntel Ampere, auch hundert Milliampere, durchfließen, dann ist das mit hoher Wahrscheinlichkeit tödlich. Es kommt dann zu Verbrennungen, zu Muskelkrämpfen und zum Herzkammerflimmern. Ich habe jetzt hier die Einheit „Milliampere“ mal benutzt. Es gibt dann demnächst von mir auch ein Video, wo Einheitenumrechnung erklärt wird. Da könnt ihr euch das auch mal anschauen, was das bedeutet. Milliampere und so andere Sachen. Das war dann jetzt auch alles, was ich euch zur Stromstärke sagen und zeigen wollte. Und dann sage ich mal tschüss.

19 Kommentare
  1. super video weiter so!!!!!!!!! :-)

    Von Lmaksai, vor 8 Monaten
  2. diese Video sehr gut

    Von MM T., vor etwa einem Jahr
  3. Sehr gut, hat mir sehr geholfen!👍👍👍👍👍👍

    Von Nikolova, vor mehr als einem Jahr
  4. vielen dank gut verstanden :)

    Von Akopij, vor mehr als einem Jahr
  5. ddeine schrift kann man nicht lesen suiortowiurpoqazp

    Von Dietrich K., vor fast 2 Jahren
  1. Tolles Video

    Von Richard 12, vor mehr als 2 Jahren
  2. Danke ^^

    Von A Rob123, vor etwa 3 Jahren
  3. Gut erklärt , viele Informationen.

    Von Fieser Furz2, vor etwa 4 Jahren
  4. Sehr gut erklärt! Vielen Dank!

    Von Puriya Familshahbaz, vor mehr als 4 Jahren
  5. gut! Danke!

    Von Vinbes, vor mehr als 4 Jahren
  6. Besser gehts nicht! Super!

    Von Juliahuether, vor mehr als 4 Jahren
  7. Tolles Video! :) Danke!

    Von Chandrawali B., vor mehr als 4 Jahren
  8. "Du hast eine hässliche Schrift": Hr. Khom, wie bitte??? Die Kommentarfunktion ist hier nicht dazu gedacht, sinnlos über ein Video herzuziehen, oder gar den Filmeverfasser abzuwerten- ganz davon abgesehen, dass die Schrift keinesweges "hässlich" ist.
    Es ist sinnvoll, alles zu schreiben, was mit dem Lernen zu tun hat. Also wenn du sie nicht lesen könntest zum Beispiel. Oder wenn du meinst, dass eine Kunst-Schönschrift dir besser beim Lernen helfen könnte. Dann müßtest du aber schreiben: "Du hast eine für mich unleserliche Schrift", noch viel besser aber: "Die Schrift ist zu unleserlich" oder: "bitte leserlicher schreiben". (Ich bin einfach empört, sodass ich hier nochmal meinen Senf dazugeben muss).

    Von Juliane Viola D., vor mehr als 4 Jahren
  9. Du hast eine hässliche Schrift.

    Von Deleted User 239379, vor mehr als 4 Jahren
  10. Super aufbereitet!! Zu empfehlen (und ausführlich).

    Von Juliane Viola D., vor fast 5 Jahren
  11. vielen dank das war sehr angenehm und verständlich erklärt =)

    Von Lauratroeger71, vor etwa 5 Jahren
  12. So muss es sein! Verständlich erklärt und vor allem in einem Sprechtempo, dem man folgen kann. Hier spult der Lehrer nicht seinen Stoff ab, sondern nimmt Rücksicht auf den Lernenden und seine eventuellen Fragen (z.B. die Erklärung des Zeichens Delta). Ein echtes Vorbild für andere Tutoren, die ihren Stoff im ICE-Tempo darbieten. Danke!

    Von Libro E Musica, vor etwa 6 Jahren
  13. Super erklärt! :-)

    Von Tefik I., vor mehr als 6 Jahren
  14. schön gestalltet, echt klasse

    Von Link170299, vor mehr als 6 Jahren
Mehr Kommentare