Elektrizität

Elektronen

Ladung

Elektrizität

Elektrischer Strom

Das Ohm'sche Gesetz kann in der algebraischen Gleichung U = I × R ausgedrückt werden, wobei U die Spannung in Volt ist, I die Stromstärke in Ampere und R der Widerstand in Ohm.

Die Leistung in einem gegebenen Stromkreis kann mit Hilfe der Gleichung P = U × I oder P = I2 × R berechnet werden.

Fachwissenschaftlicher Bezug

Elektronen sind negativ geladene Elementarteilchen. Zusammen mit Protonen und Neutronen bilden sie Atome und Moleküle.

Bei vielen Prozessen und Phänomenen in der Natur sind Elektronen von großer Bedeutung. So laufen z.B. viele chemische Reaktionen über Elektronenabgabe (Oxidation) oder Elektronenaufnahme (Reduktion) ab.
Das Fließen von elektrischem Strom lässt sich durch die Bewegung von freien Elektronen in einem Leiter beschreiben.

Unter einer elektrischen Ladung wird die auf einem Körper befindliche positive oder negative Elektrizitätsmenge verstanden bzw. der Überschuss einer Elektrizitätsmenge gegenüber einer anderen. Bewegte Ladungen sind gleichbedeutend mit elektrischem Strom.

Elektrizität ist die Bezeichnung für alle Erscheinungen im Zusammenhang mit elektrischen Ladungen, einschließlich der dabei entstehenden elektrischen und magnetischen Felder.

"Wenn zwei gleich starke, entgegengesetzt geladene Körper über einen metallischen Leiter verbunden werden, "neutralisieren" sich die Ladungen im Prinzip gegenseitig. Diese Neutralisierung wird durch einen Elektronenfluss im Leiter vom negativ geladenen Körper zum positiv geladenen erreicht (in einigen Zweigen der Elektrotechnik geht man vereinbarungsgemäß davon aus, dass die Stromrichtung umgekehrt ist, also von Plus nach Minus).

In jedem zusammenhängenden Leitersystem fließen Elektronen von der Stelle mit dem geringsten Potential zu der Stelle mit dem höchsten Potential. Dieser Vorgang wird als elektrischer Strom bezeichnet. So genannter Gleichstrom fließt ständig in die gleiche Richtung, während Wechselstrom ständig seine Richtung ändert.

Drei voneinander abhängige Größen bestimmen den Fluss von Gleichströmen. Die erste ist die Potentialdifferenz im Stromkreis, die auch als Spannung bezeichnet wird. Die zweite ist die Stärke des fließenden Stromes. Diese Größe wird üblicherweise in Ampere angegeben, wobei ein Ampere einem Fluss von ungefähr 6,250 × 1018 Elektronen pro Sekunde entspricht, die einen beliebigen Punkt im Stromkreis innerhalb einer Sekunde durchfließen.

Unter normalen Bedingungen leisten alle Substanzen, Leiter ebenso wie Nichtleiter, dem Fluss des elektrischen Stromes einen gewissen Widerstand. Dieser Widerstand begrenzt notwendigerweise den Strom und wird in Ohm (Ù) angegeben. Das Ohm ist als der Widerstand definiert, der den Strom in einem Stromkreis mit einer Potentialdifferenz von einem Volt auf ein Ampere begrenzt.

Diese Beziehung ist das Ohm'sche Gesetz und wurde nach dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm benannt, der diese Beziehung 1827 aufstellte. Das Ohm'sche Gesetz kann in der algebraischen Gleichung U = I × R ausgedrückt werden, wobei U die Spannung in Volt ist, I die Stromstärke in Ampere und R der Widerstand in Ohm. Aus dieser Gleichung kann für einen gegebenen Stromkreis jede der drei Größen ausgerechnet werden, wenn die anderen beiden Größen bekannt sind. Eine andere Formulierung des Ohm'schen Gesetzes lautet I = U/R.

Wenn ein elektrischer Strom durch einen Draht fließt, können zwei wichtige Wirkungen beobachtet werden: Die Temperatur des Drahtes steigt, und ein Magnet oder eine Kompassnadel in der Nähe des Drahtes werden abgelenkt. Während des Stromflusses stoßen die Elektronen mit den Atomen des Leiters zusammen und verlieren Energie, die in Form von Wärme frei wird. Die aufgewendete Energiemenge in einem Stromkreis gibt man in Joule an. Die benötigte Leistung für diesen Vorgang wird in Watt gemessen, wobei ein Watt einem Joule pro Sekunde entspricht. Die Leistung in einem gegebenen Stromkreis kann mit Hilfe der Gleichung P = U × I oder P = I2 × R berechnet werden. Leistung kann auch erbracht werden, wenn mechanische Arbeit geleistet wird, durch elektromagnetische Strahlung wie z. B. Licht oder Radiowellen, sowie durch elektrochemische Prozesse." (Microsoft Encarta 2001)

Die Tatsache, dass in einem geschlossenen Stromkreis der elektrische Strom einen Magnetfluss induziert- und somit elektrische Energie in Bewegungsenergie bzw. mechanische Energie umgewandelt werden kann - wird beim Elektromotor genutzt.
Ein Generator bzw. ein Dynamo funktioniert genau in umgekehrter Weise, hier wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt