Einführung in das Thema Strom
Wer wissen will, wie schnell elektrischer Strom fließt, kommt nicht umhin, erst einmal zu verstehen, was dieser Strom eigentlich ist. Zum Glück ist eine Einführung in das Thema gar nicht mal so kompliziert.
- Bei Strom handelt es sich letztlich um die Bewegung oder um den Fluss von Elektronen. Damit es zu einem solchen Fluss kommen kann, dürfen die einzelnen Elektronen nicht zu fest in ein Atom eingebunden sein. Dies ist etwa bei den meisten Metallen der Fall. Hier teilen sich mehrere Atome ihre Außenelektronen. Das bedeutet, dass sich diese mit recht wenig Energieaufwand bewegen lassen, weil sie nicht fest an ein einzelnes Teilchen gebunden sind. Stoffe, bei denen so ein Zustand vorliegt, sind gute Leiter. Stoffe ohne freie Elektronen sind Nichtleiter.
- Fließt ein elektrischer Strom, werden die freien Elektronen sozusagen in die Richtung des Stromflusses weitergereicht. Damit dies passieren kann, muss übrigens ein Ladungsgefälle bestehen, dieses versuchen, die negativ geladenen Elektronen auszugleichen.
Das elektrische Feld ist schnell - die Elektronen nicht
- Es wird Sie vermutlich überraschen, aber die einzelnen Elektronen im Leiter bewegen sich sehr langsam. Mit welcher Geschwindigkeit genau, das hängt von verschiedenen Faktoren ab. Besonders entscheidend ist hier das Material des Leiters, ebenso wie sein Querschnitt. Gleichsam sind auch die Temperatur des Leiters und die Stromstärke von großer Bedeutung. In handelsüblichen Drähten beträgt die Geschwindigkeit der Elektronen grob 1/10 mm/s.
- Was jedoch wirklich ziemlich schnell ist, ist das elektrische Feld. Ein solches Feld wird durch eine elektrische Ladung hervorgerufen und breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Stellen Sie sich einfach vor, Sie hätten ein beidseitig offenes Rohr voller Kugeln und schöben nun eine weitere Kugel in das eine Ende. Alle anderen würden quasi instantan weitergedrückt werden. Das ist der Grund, warum Ihr Licht daheim angeht, sobald Sie den Schalter drücken.
Wie funktioniert eigentlich die Berechnung der Stromstärke in Ampere aus der (fließenden) Ladung? …
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