Kapitel 3: Der elektrische Strom

Nun wissen wir also, dass in elektrischen Leitern frei bewegliche Ladungsträger (Metallbindung -> Elektronen) für die Leitung von Elektrizität zur Verfügung stehen. Aber diese frei beweglichen Ladungsträger bewegen sich im Moment noch nicht - ausser, dass sie thermische Schwingungen ausführen. Und damit übertragen sie auch noch keine elektrischen Ladungen!!! 

Blick ins Innere eines Aluminiumdrahtes durch ein Super-Mikroskop!

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Es müssen also erst Bedingungen geschaffen werden, welche die "freien" Elektronen veranlassen, sich in eine gewünschte Richtung zu bewegen. Dazu benutzt man die Eigenschaft von elektrischen Ladungen sich abzustossen (gleichnamige Ladungen) oder sich anzuziehen (ungleichnamige Ladungen)!

Wenn man an einen solchen Leiter an verschiedenen Enden einen Pluspol (+) und einen Minuspol (-) anlegt, dann entsteht im Innern des Leiters ein elektrisches Feld, welches die negativ geladenen Elektronen in Richtung des  Pluspoles (positive Ladungen!) zieht!

Ein Aluminiumdraht mit elektrischer Spannung!

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Deutlich erkennen wir, dass die Elektronen sich gerichtet auf den Pluspol zubewegen, da sie von diesem angezogen werden. Vom Minuspol werden sie gleichzeitig abgestossen. Also "fliessen" alle frei beweglichen Elektronen des Leiters vom Minuspol zum Pluspol!

Soweit die Theorie - aber wie sieht das nun in der Praxis aus?
Betrachten wir zuerst eine Glühlampe, die mittels Leitungen an eine Flachbatterie angeschlossen wird. Der Schalter sorgt dafür, dass man den Stromfluss ein- und auch wieder ausschalten kann.

Solange der Schalter geöffnet ist, ist auch der elektrische Stromkreis geöffnet. Die Elektronen haben keine Veranlassung, sich gerichtet zu bewegen!


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Sobald jedoch der Schalter betätigt wird - und somit der elektrische Schaltkreis geschlossen wird - werden die frei beweglichen Ladungsträger (Elektronen) vom Pluspol der Spannungsquelle (Batterie) angezogen und vom Minuspol abgestossen! Folglich bewegen sie sich gerichtet von Minus nach Plus. Somit fliesst "elektrischer Strom" und die Lampe leuchtet!


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Interaktive Animation der beiden oben dargestellten Zusammenhänge in einer Datei:

  • Schalter betätigen und 

  • verschiedene Viewpoints auswählen

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Definition:

Als elektrischen Strom bezeichnen wir die gerichtete Bewegung elektrischer Ladungsträger.

Im Allgemeinen bewegen sich frei bewegliche Elektronen vom Minuspol zum Pluspol einer Spannungsquelle.

Schaltung als Modell

Modell der Schaltung

Das ist die Modelldarstellung eines einfachen Stromkreises bestehend aus:

- Spannungsquelle,
- Lampe,
- Schalter und
- Leitungen.

Diese Art von Darstellung ist für den täglichen Gebrauch jedoch sehr umständlich zu handhaben. Elekrtische Schaltungen werden deshalb meistens in Form von Schaltplänen dargestellt!

Der Schaltplan

Schaltplan

Dies ist genau dieselbe Schaltung wie links, aber hier ist sie als elektrischer Schaltplan mit Hilfe von Schaltsymbolen dargestellt worden.

Schaltzeichen (Symbol) für Spannungsquellen

Schaltzeichen (Symbol) für Lampen

Schaltzeichen (Symbol) für Schalter (geöffnet)

Schaltzeichen (Symbol) für Leitungen (Leiter)

... leuchtet ohne Strom ?!

 Wenn du dir auf dieser Seite alles gut durchgelesen hast, dann sind die folgenden Aufgaben sicher ganz leicht zu lösen:

Lückentext zum Strom

Schaltzeichen erkennen (Vorsicht: Zeitlimit)

Definition des Stromes (Auch mit Zeitlimit)

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