Elektrischer Strom / Elektrische Stromstärke I
Der elektrische Strom oder elektrische Stromstärke wird kurz Strom genannt. Damit ist die Übertragung elektrischer Energie gemeint.
Der elektrische Strom ist die gezielte und gerichtete Bewegung freier Ladungsträger. Die Ladungsträger können Elektronen oder Ionen sein. Der elektrische Strom kann nur fließen, wenn zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Ladungen genügend freie und bewegliche Ladungsträger vorhanden sind. Zum Beispiel in einem leitfähigen Material (Metall, Flüssigkeit, etc.).
Stromfluss
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.
Formelzeichen
Das Formelzeichen des elektrischen Stroms bzw. der elektrischen Stromstärke ist das große I.
Maßeinheit
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).
| Kiloampere | 1 kA | 1 000 A | 103 A |
| Ampere | 1 A | 1 A | 100 A |
| Milliampere | 1 mA | 0,001 A | 10-3 A |
| Mikroampere | 1 µA | 0,000 001 A | 10-6 A |
Formeln zur Berechnung
Zur Berechnung des elektrischen Stroms gibt es verschiedene Formeln.
Stromrichtung
Die Stromrichtung wird in Schaltungen mit einem Pfeil angezeigt. Aufgrund unterschiedlicher wissenschaftlicher Annahmen und Erkenntnisse sind zwei Stromrichtungen definiert.
Technische Stromrichtung (historische 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)
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
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.