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Warum fließt der Strom in die Erde?

Blitzableiter, Straßenbahnschienen oder auch Hausleitungen zeigen es: Strom fließt in die Erde. Aber warum funktioniert das und was steckt physikalisch dahinter?

Ein Blitzableiter ist stets geerdet.
Ein Blitzableiter ist stets geerdet.

Strom fließt in die Erde

Wie Sie wahrscheinlich noch aus dem Physikunterricht wissen, ist ein Stromkreis immer geschlossen. Strom fließt also von einer Stromquelle (Batterie oder Steckdose) zu einem Verbraucher und von dort zurück zur Stromquelle. Bei einer Batterie ist dies der Minuspol.

  • Auch das öffentliche Stromnetz bildet in diesem Sinne einen geschlossenen Kreis. Vom Generator im Stromwerk gelangt der Strom über mehrere Trafostationen zu Ihnen in den Haushalt und betreibt dort ihre elektrischen Geräte.
  • Dieser Stromkreis muss jedoch geschlossen werden. Rein theoretisch hätte der Elektrizitätsversorger auch hier ein Kabel legen können. Einfacher ist es jedoch, als Rückleiter die Erde zu benutzen.
  • Um den Stromkreis zu schließen, wird auch der Generator, genauer ein Ende seiner Spule, mit der Erde durch tiefe Erdspieße verbunden. Ebenso werden weitere Abschnitte des Kabelweges ebenfalls geerdet.
  • Hausleitungen und Blitzableiter sind geerdet. Hierzu dienen Wasserleitungen aus Metall oder Erdplatten, beziehungsweise -spieße. Die Erde dient als Bezugspunkt und hat Potential "Null".
  • Auch Straßenbahnschienen, die als Rückleiter beim Betrieb der Bahnen dienen, sind in regelmäßigen Abständen über Erdspieße mit der Erde verbunden.

Übrigens: Der Minuspol der Autobatterie wird mit der Karosserie als "Masse" verbunden und bildet so die Rückleitung.

Die Erde als Rückleiter - warum das funktioniert

Allerdings werden Sie sich jetzt fragen, warum es günstig ist, die Erde als Rückleiter zu benutzen und was von der Physik her dahinter steckt?

  • Zunächst einmal spart man sich jede Menge Kabel, wenn man einen schon zur Verfügung stehenden Rückleiter - hier die Erde - hat.
  • Aus physikalischer Sicht eignet sich die Erde als sehr großes Volumen für das Ableiten von Strömen bzw. Ladungen. Jeder Körper enthält unzählige Ladungen, kann jedoch nur bis zu einem gewissen Grad aufgeladen werden, sonst treten Entladungen in Form von Blitzen oder Funken auf. Die Erde bildet jedoch ein riesiges Reservoir an Ladungen und kann prinzipiell extrem hoch aufgeladen werden. Zudem verfügt das Erdreich im Allgemeinen über eine gute Leitfähigkeit (besonders bei feuchter Erde), die das Abfließen und Verteilen von Strömen ermöglicht.

Wie Sie sehen, fließt Strom zwar nicht freiwillig in die Erde, jedoch ist durch die Erdung von Leitungen (und auch Blitzableitern) dafür Sorge getragen, dass dies ohne große Widerstände und Hindernisse erfolgen kann. Dies ist letztendlich auch der Grund, warum der Ladungsausgleich bei Blitzen zwar hauptsächlich zwischen Wolken stattfindet, aber auch zur Erde hin.

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