Elektrischer Strom fließt, wenn eine elektrische Spannung eine gemeinsame Bewegung geladener Teilchen erzwingt. Bei Gleichstrom fließen die Ladungen in die gleiche Richtung, bei Wechselstrom schwingen sie hin und her. Elektrische Ströme in der Natur sind z. B. die großen Ströme in Blitzen oder die winzigen Ströme in Nervenzellen. Die Elektrotechnik ermöglicht die Übertragung von Energie vom „Kraftwerk“ zum „Verbraucher“ durch elektrischen Strom. Die „ins Haus“ gelieferte Energie wird in Industrie und Haushalt z. B. − mittels Elektromotoren in Bewegungsenergie, − in Glühlampen und anderen Lichtquellen in Lichtenergie, − in Heizgeräten in Wärme umgewandelt, und − in Computern, Handys, etc. zur Informationsverarbeitung und -übertragung genutzt. 2.1 Die elektrische Stromstärke Für Versuche verwenden wir als Spannungsquellen neben Batterien Netzgeräte, die uns die Wechselspannung an der Steckdose (230 V) in regulierbare und ungefährliche Gleich- oder Wechselspannung umwandeln. Damit elektrischer Strom fließt, ist neben einer Spannungsquelle eine elektrisch leitende Verbindung, z. B. ein Metalldraht, zwischen den beiden Polen notwendig. Ein geschlossener Stromkreis ergibt sich schließlich dadurch, dass in der Spannungsquelle ebenfalls Ladungen fließen. 86.3 zeigt als einfaches Beispiel den Stromkreis in einer Taschenlampe mit dem entsprechenden Schaltschema: Spannungsquelle (2 Batterien), metallische leitende Verbindung zwischen den Polen, dazwischen Schalter und ein Lämpchen, in dem elektrische Energie in Licht und Wärme umgewandelt wird. Die Stromstärke I gibt an, wie viel elektrische Ladung (Einheit: Coulomb) pro Zeiteinheit (Einheit: Sekunde) durch den Leiterquerschnitt eines Stromkreises fließt. Als Definition schreiben wir Elektrische Stromstärke = Ladung __ Zeit , I = Q_ t Einheit: Ampere (A), 1 A = 1 C·s −1 86.1 Mehr als 100 Jahre haben Glühlampen bequem und sauber Licht gespendet. Warum werden Glühlampen durch kalte Lichtquellen ersetzt? 86.2 Ionenströme durch die Zellmembran von Nervenzellen steuern die Signalübertragung entlang der Nervenfasern. hochkonzentriert K+ hochkonzentriert Na+ Na+ K+ 86.3 Der Stromkreis in einer Taschenlampe enthält: Spannungsquelle (2 Batterien), metallische, leitende Verbindung zwischen den Polen, Schalter und Lämpchen, in dem elektrische Energie in Licht und Wärme umgewandelt wird. + + – – Schalter Ein/Aus Batterien Lampe – + 86 E-Lehre 2 Der Stromkreis In diesem Kapitel geht es – um die Wirkung von elektrischen Strömen, – um Stromstärke und elektrischen Widerstand, – und was es mit dem Ohm’schen Gesetz auf sich hat. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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