Strom - Definition des Ampere
- Der elektrische Strom hat eine internationale Maßeinheit, nämlich das Ampere (abgekürzt A), zu Ehren des französischen Physikers André Ampère, der sich im 19. Jahrhundert mit der Elektrizität beschäftigte. Als sogenannte Basis- oder SI-Einheit unterliegt die Stromstärke einer genauen Definition. Grundidee ist, dass (prinzipiell) jedes Labor diese Grundeinheit realisieren kann (und dann zu eventuellen Eichzwecken benutzt).
- Nach der internationalen Definition hat ein elektrischer Strom eine Stärke von 1 Ampere (1 A), wenn er durch zwei (unendlich) dünne und (unendlich) lange parallele Leiter fließt. Befinden sich die Drähte im Vakuum und haben einen Abstand von einem Meter, dann üben sie aufeinander eine (elektrodynamische) Kraft von 2 * 10-7 N/m (sprich: Newton pro Meter) aus. Wie Sie leicht erkennen, ist diese Definition weder praxistauglich noch leicht vorstellbar.
Strom ist fließende Ladung
- Ein verständlicher Zugang führt über die Vorstellung von Ladungen. Wie Sie aus Reibungsversuchen wissen, lassen sich Ladungen trennen und auf Isolatoren "aufbewahren". Stellt man - beispielsweise durch Berührung - eine Verbindung mit der Erde oder einem metallischen Gegenstand her, fließen die Ladungen fühlbar als Strom ab.
- Die kleinste bisher in der Natur beobachtete elektrische Ladung ist die sogenannte Elementarladung, wie sie beispielsweise das Elektron trägt. In metallischen Leitern, also Drähten zum Beispiel, sind bewegte Elektronen für den Stromfluss verantwortlich.
- Die Maßeinheit für die elektrische Ladung ist das Coulomb (abgekürzt: C), ebenfalls benannt nach einem Physiker, nämlich Charles Coulomb. Das Elektron hat eine Ladung von (rund) 1,6 * 10-19 C. Der Wert ist eine Naturkonstante.
- Der Zusammenhang zwischen Ladung ist Strom ist einfach: Bei einem Strom von 1 A wird eine Ladung von 1 C in einer Zeit von 1 s abtransportiert.
Wie funktioniert eigentlich die Berechnung der Stromstärke in Ampere aus der (fließenden) Ladung? …
Übrigens: Seit einigen Jahren wird versucht, einige internationale Einheiten (darunter auch das Ampere) neu, nämlich nur auf Naturkonstanten basierend, zu definieren. Für das Ampere ist hier eine Definition über die Elementarladung, die genau bestimmt werden muss, vorgesehen.
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