Benutzer:Dominik~dewiki/Elektrischer Strom

Elektrischer Strom (auch elektrische Strömung, kurz Strom) ist in der Elektrotechnik und der Physik die Bezeichnung für eine gerichtete Bewegung von Ladungsträgern (z.B. Elektronen, Ionen) in einem Stoff oder im Vakuum. Ein Strom stellt sich ein, wenn sich frei bewegliche Ladungsträger in einem elektrischen Feld befinden.

Stromstärke

Die elektrische Stromstärke (Formelzeichen I, i (bei Wechselgrößen)) gibt an, wieviel elektrische Ladung (Elektronen) in einer bestimmten Zeit transportiert wird. Die Stromstärke wird in Ampere (A) gemessen. Das Formelzeichen I kommt von der "Intensität" des Stroms oder von "International Ampere".

$I={\frac {Q}{t}}$

Q = Ladung

t = Zeit

Definitions des Amperes

Das Ampere [amp'ε:r] mit Einheitenzeichen A, nach André Marie Ampère benannt, ist die SI-Basiseinheit der elektrischen Stromstärke.

Aktuelle Definition

Seit 1946 wird das Ampere wie folgt definiert:

Ein Ampere ist die elektrische Stromstärke, die durch zwei parallele im Abstand von einem Meter im Vakuum angeordnete, geradlinige, unendlich lange Linienleiter fließen muss, damit dadurch zwischen ihnen auf je einem Meter Leiterlänge eine Kraft von 2 · 10 ⁻⁷ N hervorgerufen wird.

Ein Ampere entspricht einem Fluss von 6,24150948(54) · 10¹⁸ Elementarladungen $e$ pro Sekunde durch den Leiterquerschnitt.

Überholte Definition

Im Reichsgesetzblatt von 1898 wurde ein Ampere als der Strom definiert, der in einer Sekunde mittels Elektrolyse aus einer Silbernitratlösung 1,118 mg Silber abscheidet.

Stromdichte

Die Stromdichte bezeichnet das Verhältnis von Stromstärke zur Fläche, innerhalb derer ein elektrischer Strom auftritt. Bei einem Strom der Stromstärke I von 1 A (Ampere) innerhalb eines Leiters mit der Querschnittsfläche A von 10 mm², beträgt die Stromdichte J:

$J=I/A=1\ \mathrm {A} /10\ \mathrm {mm^{2}} =0,1\ \mathrm {A/mm^{2}}$.

Technische Anwendung

Gleichstrom

Im einfachsten Fall fließt ein zeitlich konstanter Strom in einem geschlossen Stromkreis. Einen solchen Strom nennt man Gleichstrom (engl. direct current).

Technische und physikalische Stromrichtung

Technische Stromrichtung:

Vereinbarungsgemäß wird eine Stromrichtung vom Pluspol zum Minuspol angenommen. Diese Stromrichtung geht auch in alle physikalischen Gleichungen ein, die den Strom als solchen betreffen.

Physikalische Stromrichtung:

Um den Mechanismus des Stromflusses zu verstehen und bestimmte elektrische Eigenschaften von Materialien herzuleiten, betrachtet man die wirkliche Bewegung der Ladungsträger. In Metallen bewegen sich in der Regel Elektronen, also negative Ladungsträger, die vom Minus-Pol zum Plus-Pol fließen. In Flüssigkeiten sind aber beispielsweise auch positiv geladene Ionen vorhanden, die vom Plus-Pol zum Minus-Pol fließen. In diesem Fall stimmen die technische und die physikalische Stromrichtung überein. Ein anderer Fall tritt bei p-dotierten Halbleitern auf: Hier verhalten sich fehlende Elektronen (so genannte Löcher oder Defektelektronen) wie positive Ladungsträger mit Masse.