Elektrischer Strom und Wirkungen des elektrischen Stroms

Lerne, wie elektrischer Strom durch die Bewegung von Elektronen entsteht und welche Wirkungen er hat: Licht, Wärme, Magnetismus und Chemie. Entdecke die verschiedenen Stromarten und die damit verbundenen Gefahren. Interessiert? Dies und vieles mehr im folgenden Text.

Inhaltsverzeichnis zum Thema Elektrischer Strom und Wirkung des elektrischen Stroms

Das Quiz zum Thema: Elektrischer Strom und Wirkungen des elektrischen Stroms

Was ist der elektrische Strom?

Frage 1 von 5

Welche vier Wirkungen kann elektrischer Strom haben?

Frage 2 von 5

Welche Einheit wird für die Messung der Stromstärke verwendet?

Frage 3 von 5

Was passiert, wenn Strom durch einen Leiter fließt?

Frage 4 von 5

Ab welcher Stromstärke ist elektrischer Strom lebensgefährlich?

Frage 5 von 5

Elektrischer Strom und Wirkungen des elektrischen Stroms im Überblick

  • Elektrischer Strom entsteht durch die Bewegung von Elektronen in einem geschlossenen Stromkreis.
  • Es gibt verschiedene Arten von Strom: Gleichstrom, Wechselstrom oder eine Mischform der beiden.
  • Elektrischer Strom hat vier Wirkungen: Lichtwirkung, Wärmewirkung, magnetische Wirkung und chemische Wirkung.
Elektrischer Strom und Wirkungen des elektrischen Stroms: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

Elektrischer StromDefinition und Erklärung

Elektrischer Strom wird heutzutage für die meisten Dinge im Alltag benötigt, zum Beispiel wenn du das Licht anmachst oder wenn du ein Handy oder Laptop nutzt. Auch der Kühlschrank oder der Wasserkocher brauchen Strom.
Einfach erklärt bedeutet elektrischer Strom, dass sich Elektronen gerichtet in einem Stromkreis bewegen. Man nennt es deshalb auch Stromfluss. Der Stromkreis wird durch einen elektrischen Leiter gebildet, der die Elemente des Kreises verbindet. In einem elektrischen Leiter (z. B. Kupfer) können sich Elektronen frei bewegen. Damit der Strom nun fließt, die Elektronen sich also gerichtet bewegen, wird noch eine Spannungsquelle, z. B. eine Batterie benötigt. Eine Batterie hat einen Plus- und einen Minuspol. Durch das Anschließen der Batterie an den Stromkreis bewegen sich die Elektronen im Leiter vom Minuspol, an dem Elektronenüberschuss herrscht, zum Pluspol, an dem wenig Elektronen vorhanden sind.
Damit du den Strom verwenden kannst, brauchst du noch einen Verbraucher. Das kann etwa eine Glühbirne sein oder auch ein Elektroherd.

geschlossener Stromkreis

Die Richtung des Elektronenflusses, also von Minus- zum Pluspol, wird als physikalische Stromrichtung bezeichnet.
Häufig wird auch die technische Stromrichtung verwendet, die vom Plus- zum Minuspol definiert wurde.

Die elektrische Stromstärke mit dem Formelzeichen I gibt dir ein Maß für den elektrischen Stromfluss an, also wie viel elektrische Ladung Q pro Zeitintervall \Delta t durch den Leiterquerschnitt fließt.
I = \frac{Q}{\Delta t}
Die Stromstärke wird in der Einheit Ampere bzw. Coulomb pro Sekunde angegeben:
[I] = 1,\frac{\text{C}}{\text{s}} = 1,\text{A}
Um die Stromstärke zu berechnen, kann häufig das ohmsche Gesetz verwendet werden:
I = \frac{U}{R}
Dabei ist U die Spannung und R der ohmsche Widerstand.

Wirkungen des elektrischen Stroms

Elektrischer Strom kann im Wesentlichen vier verschiedene Wirkungen haben: 

1. Lichtwirkung

Hier führt der elektrische Strom zur Ausstrahlung von Licht, das wir sehen können. Dies ist etwa der Fall bei einer Glühlampe oder einer Leuchtdiode. Die geladenen Teilchen im Strom geben Energie an das Bauteil ab, das die Energie in Licht umwandelt.

2. Wärmewirkung

Elektrischer Strom kann ein Objekt erwärmen. Ein Beispiel hierfür ist der Wasserkocher. Hier fließt Strom durch die Heizspirale mit großem Widerstand. Dadurch erhitzt sich die Spirale und damit das Wasser, das die Spirale umgibt.

3. Magnetische Wirkung 

Fließt Strom durch einen Leiter, wird ein Magnetfeld erzeugt, das den Leiter umschließt. Diese magnetische Wirkung wird verstärkt, wenn man einen Leiter zu einer Spule aufwickelt, sie dient dann als Elektromagnet. Diese Wirkung wird beispielsweise bei einem Elektromotor genutzt. 

4. Chemische Wirkung

Elektrischer Strom kann auch verwendet werden, um Stoffe zu zersetzen, wie z. B. bei der sogenannten Elektrolyse. Ebenso läuft ein chemischer Prozess ab, wenn du dein Handy an die Steckdose anschließt und den Akku lädst.

Arten von Strom

Es gibt zwei verschiedene Arten von Strom: den Gleichstrom und den Wechselstrom.
Gleichstrom bedeutet, dass sich weder Stärke noch Richtung des Stroms ändert. Akkus, wie in deinem Handy, benötigen Gleichstrom.
Bei Wechselstrom hingegen wechselt die Stärke oder Richtung des Stroms periodisch. Ein Mixer z. B. benötigt Wechselstrom. Wechselstrom erhält man im Haushalt aus der Steckdose, dieser wird dann zunächst in Gleichstrom umgewandelt, bevor du dein Handy lädst.
Mischstrom ist eine Mischung aus Gleich- und Wechselstrom.

Gefahren mit elektrischem Strom

Elektrischer Strom hat nicht nur viele Vorteile, die wir tagtäglich erleben, sondern auch einen großen Nachteil: Er kann uns Menschen schaden. Häufig machen uns Warnzeichen mit einem Blitz auf eine solche Gefahr aufmerksam.
Menschliche Zellen werden zu einem Großteil durch elektrische Signale angeregt.
So werden z. B. Muskeln durch elektrische Signale über die Nervenzellen gesteuert, damit sie sich bewegen. Fließt nun Strom durch den Körper, bewirkt dieser auch Muskelkontraktionen, was zu Zuckungen, Atemstörungen und Herzrhythmusstörungen führen kann. Sehr hohe Stromstärken können außerdem Verbrennungen hervorrufen.

Je größer die Stromstärke und je länger der Strom durch den Körper fließt, desto größer werden die Schäden sein. Zudem ist es umso gefährlicher, je näher der Strom am Herzen vorbeifließt, da so die Wahrscheinlichkeit größer ist, dass das Herz geschädigt wird und sich damit die Lebensgefahr erhöht.
Zudem ist Wechselstrom schon ab einer Stromstärke von 50 \,\text{mA}, Gleichstrom jedoch erst ab 100\,\text{mA} lebensgefährlich.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Elektrischer Strom

Elektrischer Strom entsteht durch den gerichteten Elektronenfluss in einem geschlossenen Stromkreis.

Die Elektronen im elektrischen Leiter können sich frei bewegen und so werden sie durch das Anschließen einer Spannungsquelle bewegt und immer weiter angetrieben.

Ab einer Stromstärke von 0,5 \,\text{mA} kann man Strom wahrnehmen.

Ab einer Stromstärke von 50\,\text{mA} bei Wechselstrom und ab 100\,\text{mA} Gleichstrom ist elektrischer Strom lebensgefährlich.

Viele Zellen im menschlichen Körper werden durch elektrische Signale gesteuert. Diese Signalleitung wird durch den elektrischen Strom gestört und es kommt zu Zuckungen, Atemstörungen oder Herzrhythmusstörungen.

Die Einheit der elektrischen Stromstärke ist Ampere.

Wasser ist ein elektrischer Leiter. Deshalb sollte man mit elektrischen Geräten nicht in die Nähe von Wasser, wenn man selbst mit dem Wasser in Berührung steht, da sonst der Strom durch den Körper fließt und Schäden verursacht.

Die Elektronen fließen vom Minus- zum Pluspol (physikalische Stromrichtung).

Strom fließt sehr langsam. Die sogenannte Driftgeschwindigkeit von Elektronen in einem Leiter liegt bei ca. 0,1\, \frac{\text{mm}}{\text{s}}.

Es wird eine Spannungsquelle, ein elektrischer Leiter, der den Stromkreis schließt, und ein Verbraucher bzw. Energiewandler benötigt.

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