Was ist elektrischer Strom in einfachen Worten?

Jeder Mensch hat ein abstraktes Konzept von elektrischem Strom. Für ein elektrisches Gerät ist eine Stromquelle so etwas wie eine Luftquelle für einen Atmungsorganismus. Bei diesen Vergleichen ist das Verständnis der Natur des Phänomens jedoch begrenzt, und nur Fachleute verstehen die Essenz tiefer.

Einfache Worte über elektrischen Strom

Die Standarddefinition aus einem Schulbuch über Physik beschreibt das Phänomen des elektrischen Stroms lakonisch. Aber ehrlich gesagt ist es völlig verständlich, wenn Sie sich viel tiefer mit dem Thema befassen. Immerhin werden die Informationen in einer anderen Sprache präsentiert - wissenschaftlich. Es ist viel einfacher, die Natur eines physikalischen Phänomens zu verstehen, wenn Sie alles in einer vertrauten Sprache beschreiben, die jeder verstehen kann. Zum Beispiel der Strom im Metall.

Wir sollten damit beginnen, dass alles, was wir für fest und unbeweglich halten, nur aus unserer Sicht ist. Ein auf dem Boden liegendes Metallstück ist im menschlichen Verständnis ein monolithischer bewegungsloser Körper. Stellen wir uns als Analogie unseren Planeten im Weltraum vor und betrachten ihn von der Marsoberfläche aus. Die Erde scheint ein ganzer, fester Körper zu sein. Nähert man sich seiner Oberfläche, wird deutlich, dass es sich nicht um eine monolithische Materie handelt, sondern um eine ständige Bewegung: Wasser, Gase, Lebewesen, lithosphärische Platten - all dies bewegt sich ohne Unterbrechung, obwohl dies aus der Ferne nicht sichtbar ist.

Kehren wir zu unserem Metallstück zurück, das auf dem Boden liegt. Es ist bewegungslos, weil wir es von der Seite als monolithisches Objekt betrachten. Auf atomarer Ebene besteht es aus sich ständig bewegenden kleinsten Elementen. Sie sind unterschiedlich, aber wir interessieren uns vor allem für Elektronen, die in Metallen ein elektromagnetisches Feld erzeugen, das genau den Strom erzeugt. Das Wort „Strom“ muss wörtlich verstanden werden, denn wenn sich Elemente mit elektrischer Ladung, dh „Fluss“, von einem geladenen Objekt zum anderen bewegen, tritt „elektrischer Strom“ auf.

Nachdem wir uns mit den Grundkonzepten befasst haben, können wir eine allgemeine Definition ableiten:

Ein elektrischer Strom ist ein Strom geladener Teilchen, der sich von einem Körper mit einer höheren Ladung zu einem Körper mit einer niedrigeren Ladung bewegt.

Um das Wesentliche genauer zu verstehen, müssen Sie sich mit den Details befassen und Antworten auf einige grundlegende Fragen erhalten.

Antworten auf wichtige Fragen zum elektrischen Strom

Nach der Formulierung der Definition stellen sich mehrere logische Fragen.

  1. Was bringt den Strom dazu, sich zu bewegen?
  2. Wenn sich die kleinsten Metallelemente ständig bewegen, warum wird sie dann nicht deformiert?
  3. Wenn etwas von einem Objekt zum anderen fließt, ändert sich dann die Masse dieser Objekte?

Die Antwort auf die erste Frage ist einfach. Wenn Wasser von einem hohen zu einem niedrigen Punkt fließt, fließen Elektronen von einem Körper mit hoher Ladung zu einem niedrigen Körper, wobei sie den Gesetzen der Physik gehorchen. Eine "Ladung" (oder ein Potential) ist die Anzahl der Elektronen im Körper, und je mehr von ihnen - desto höher ist die Ladung. Wenn ein Kontakt zwischen zwei Körpern mit unterschiedlichen Ladungen hergestellt wird, fließen Elektronen von einem stärker geladenen Körper in einen weniger geladenen. Es wird also einen Strom geben, der endet, wenn sich die Ladungen der beiden Kontaktstellen angleichen.

Um zu verstehen, warum der Draht die Struktur nicht verändert, obwohl er sich ständig bewegt, müssen Sie ihn sich als ein großes Haus vorstellen, in dem Menschen leben. Die Größe des Hauses ändert sich nicht, wie viele Personen es betreten und verlassen sowie sich darin bewegen. Der Mann ist in diesem Fall ein Analogon eines Elektrons in einem Metall - er bewegt sich frei und hat im Vergleich zum gesamten Gebäude keine besondere Masse.

Wenn Elektronen von einem Körper zum anderen wandern - warum ändert sich die Masse der Körper nicht? Tatsache ist, dass das Gewicht des Elektrons so gering ist, dass sich seine Masse auch dann nicht ändert, wenn alle Elektronen aus einem Körper entfernt werden.

Was ist die aktuelle Maßeinheit

Um den elektrischen Strom zu "berechnen", werden verschiedene Maßeinheiten verwendet. Wir werden drei Hauptmaßeinheiten untersuchen:

  • Aktuelle Stärke
  • Spannung.
  • Widerstand

Wenn Sie versuchen, das Konzept der Stromstärke in einfachen Worten zu beschreiben, ist es am besten, sich den Fluss der Autos vorzustellen, die durch den Tunnel fahren. Autos sind Elektronen und der Tunnel ist Draht. Je mehr Autos gleichzeitig durch den Tunnelquerschnitt fahren, desto größer ist die Stromstärke, die mit dem in Ampere (A) als "Amperemeter" bezeichneten Gerät gemessen und in Formeln mit dem Buchstaben (I) angegeben wird.

Die Spannung ist ein relativer Wert, der die Differenz der Ladungen von Körpern ausdrückt, zwischen denen Strom fließt. Wenn ein Objekt eine sehr hohe Ladung hat und das andere sehr niedrig ist, liegt zwischen ihnen eine hohe Spannung an, für deren Messung das Gerät "Voltmeter" und eine Einheit namens Volt (V) verwendet. In Formeln wird es durch den Buchstaben (U) identifiziert.

Der Widerstand kennzeichnet die Fähigkeit eines Leiters, üblicherweise eines Kupferdrahtes, durch eine bestimmte Strommenge, dh Elektronen, zu fließen. Der Widerstandsleiter erzeugt Wärme und verbraucht einen Teil der Energie des durch ihn fließenden Stroms, wodurch seine Festigkeit verringert wird. Der Widerstand wird in Ohm (Ohm) berechnet und in Formeln mit dem Buchstaben (R) angegeben.

Formeln zur Berechnung der Stromkennlinien

Unter Verwendung von drei physikalischen Größen kann man die Eigenschaften des Stroms unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes berechnen. Es wird durch die Formel ausgedrückt:

I = U / R

Wo I die Stromstärke ist, ist U die Spannung auf dem Schaltungsabschnitt, ist R der Widerstand.

Aus der Formel geht hervor, dass die Stromstärke berechnet wird, indem der Spannungswert durch den Widerstandswert dividiert wird. Ab hier haben wir den Wortlaut des Gesetzes:

Der Strom ist direkt proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand des Leiters.

Aus dieser Formel können Sie die anderen Komponenten mathematisch berechnen.

Widerstand:

R = U / I

Spannung:

U = I * R

Es ist wichtig zu beachten, dass die Formel nur für einen bestimmten Abschnitt der Kette gültig ist. Für einen vollständigen, geschlossenen Stromkreis sowie für andere Sonderfälle gibt es andere Ohmsche Gesetze.

Einfluss von Strom auf verschiedene Materialien und Lebewesen

Verschiedene chemische Elemente verhalten sich unter Stromeinwirkung unterschiedlich. Einige Supraleiter widersetzen sich nicht der Bewegung von Elektronen, ohne eine chemische Reaktion auszulösen. Metalle mit der für sie übermäßigen Belastung können zersetzen, schmelzen. Dielektrika, die keinen Strom übertragen, treten überhaupt nicht in Wechselwirkung und schützen so die Umwelt davor. Dieses Phänomen wird vom Menschen erfolgreich bei der Isolierung von Drähten mit Gummi eingesetzt.

Für lebende Organismen ist die Strömung ein mehrdeutiges Phänomen. Er kann sowohl wohltuende als auch zerstörerische Wirkungen haben. Menschen setzen seit langem kontrollierte Entladungen für therapeutische Zwecke ein: von Lungen, die die Gehirnaktivität stimulieren, bis hin zu Entladungen und starken Elektroschocks, die ein gestopptes Herz auslösen und eine Person wieder zum Leben erwecken können. Eine starke Entladung kann zu ernsthaften Gesundheitsproblemen, Verbrennungen, Gewebetod und sogar zum sofortigen Tod führen. Bei der Arbeit mit Elektrogeräten müssen Sie die Sicherheitsvorschriften beachten.

In der Natur gibt es viele Phänomene, in denen Elektrizität eine Schlüsselrolle spielt: von Tiefseewesen (elektrische Strahlen), die in der Lage sind, mit Elektrizität zu schlagen, bis hin zu Blitzen bei Gewittern. Der Mensch hat diese natürliche Kraft lange gemeistert und sie geschickt eingesetzt, dank derer die gesamte moderne Elektronik funktioniert.

Es sollte daran erinnert werden, dass die Naturphänomene sowohl nützlich als auch schädlich für den Menschen sein können. In der Schule zu studieren und sich weiterzubilden, hilft den Menschen, die Phänomene der Welt zum Wohle der Gesellschaft richtig zu nutzen.

Sehen Sie sich das Video an: Was genau ist eigentlich Strom? - Sachgeschichten mit Armin Maiwald (November 2019).

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