Elektrischer Strom / Elektrische Stromstärke I

Der elektrische Strom oder die elektrische Stromstärke werden einfach nur Strom genannt. Damit bezeichnet man die Übertragung elektrischer Energie und die zahlenmäßige Bewegung freier Ladungsträger. Ladungsträger können Elektronen oder Ionen sein.

Ein elektrischer Strom kann nur dann fließen, wenn zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Ladungen genügend freie und bewegliche Ladungsträger vorhanden sind. Zum Beispiel in einem leitfähigen Material, wie Metall, Flüssigkeit und Gas.

Unterscheidung

  • Gleichstrom
  • Wechselstrom
  • Wirbelstrom

Stromfluss im Vergleich

Vergleich des elektrischen Stroms mit Wasser

Der Stromfluss wird gerne mit fließendem Wasser in einem Rohr verglichen. Je mehr das Wasser durch das Rohr fließt, desto höher ist die Wassermenge. Genauso ist es auch beim elektrischen Strom. Je mehr Elektronen in einer Sekunde durch den Leiter fließen, desto größer ist die elektrische Stromstärke.
Die elektrische Stromstärke dient also der zahlenmäßigen Beschreibung des elektrischen Stroms.

Maßeinheiten

...
1000 A = 1 kA (Kiloampere)
100 A (Ampere)
10 A (Ampere)
1 A (Ampere)
0,1 A = 100 mA (Milliampere)
0,01 A = 10 mA (Milliampere)
0,001 A = 1 mA (Milliampere)
0,0001 A = 100 µA (Mikroampere)
...

Die gesetzliche Grundeinheit des elektrischen Stroms ist 1 Ampere (A). Normalerweise liegen die Stromwerte in der Elektronik zwischen einigen Mikroampere (µA) und mehreren Ampere (A). In der Starkstromtechnik kennt man auch Kiloampere (kA).

Formelzeichen

I : Elektrischer Strom
i : Augenblickswert eines Wechselstroms
î : Scheitelwert eines Wechselstroms
IGES : Gesamtstrom
IR1 : Strom durch Widerstand R1
...

Das Formelzeichen des elektrischen Stroms bzw. der elektrischen Stromstärke ist das große „I“. Davon abweichend gibt es verschiedene Schreibweisen in Groß- und Kleinschreibung mit zusätzlichen Kennzeichen, die eine bestimmte Bedeutung haben. Eine Zahl oder Buchstaben als Index kennzeichnen in einer Schaltung einen bestimmten Strom.

Formeln zur Berechnung

Zur Berechnung des elektrischen Stroms gibt es verschiedene Formeln.

Formel
Formel
Formel
Formel
Formel
Formel

Stromrichtung

Die Stromrichtung wird in Schaltungen mit einem Pfeil angezeigt. Aufgrund unterschiedlicher wissenschaftlicher Annahmen und Erkenntnisse sind zwei Stromrichtungen definiert.

  • Die technische Stromrichtung (historische Stromrichtung) verläuft von Plus (+) nach Minus (-).
  • Die physikalische Stromrichtung (Flussrichtung der Elektronen) verläuft von Minus (-) nach Plus (+).
  • Der Strom wird in Schaltungen mit einem (roten) Pfeil in die technische Stromrichtung angezeigt.

Technische Stromrichtung (historische Stromrichtung): Von Plus nach Minus

Technische Stromrichtung

Bevor man die Vorgänge in Atomen und den Zusammenhang der Elektronen kannte, nahm man an, dass in Metallen positive Ladungsträger für den Stromfluss verantwortlich waren. Demnach sollte der Strom vom positiven Pol zum negativen Pol fließen. Die Verwendung eines Messgeräts zur Strommessung lässt auch diesen Schluss zu. Obwohl die damalige Annahme widerlegt wurde, hat man die ursprüngliche (historische) Stromrichtung aus praktischen Gründen beibehalten. Deshalb wird die Stromrichtung innerhalb einer Schaltung auch heute noch von Plus nach Minus definiert.

Physikalische Stromrichtung (Elektronenstromrichtung): Von Minus nach Plus

Physikalische Stromrichtung

In einem geschlossenen Stromkreis werden freie Ladungsträger (Elektronen) vom negativen Pol abgestoßen und vom positiven Pol angezogen. Dadurch entsteht ein Elektronenstrom vom negativen Pol zum positiven Pol. Diese Stromrichtung ist die physikalische Stromrichtung, die auch Elektronenstromrichtung genannt wird. Sie entspricht der tatsächlichen Flussrichtung freier Ladungsträger.

Messen des elektrischen Stroms

Messen des elektrischen Stromes

Das Strommessgerät wird immer in Reihe zum Verbraucher angeschlossen. Dazu muss die Leitung des Stromkreises aufgetrennt werden, um das Messgerät in den Stromkreis einfügen zu können. Während der Messung muss der Strom durch das Messgerät fließen.

Strom in der Elektronik

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