Was ist elektrischer Strom in einfachen Worten

Jeder Mensch hat ein abstraktes Konzept von elektrischem Strom. Bei einem Elektrogerät ist eine Stromquelle eine Art Luftquelle für jeden Atmungsorganismus. In diesen Vergleichen ist das Verständnis der Natur des Phänomens jedoch begrenzt, und nur Spezialisten verstehen die Essenz tiefer.

Im Lehrplan nimmt jeder an einem Physikkurs teil, der die Grundbegriffe und Gesetze der Elektrizität beschreibt. Ein trockener, wissenschaftlicher Ansatz interessiert Kinder nicht, daher wissen die meisten Erwachsenen nicht, was ein elektrischer Strom ist, warum er entsteht, wie er eine Maßeinheit hat oder wie sich etwas durch unbewegliche Metalldrähte bewegen kann. und sogar Elektrogeräte zum Laufen bringen.

In einfachen Worten über elektrischen Strom

Die Standarddefinition aus einem Schulphysik-Lehrbuch beschreibt das Phänomen des elektrischen Stroms prägnant. Aber ehrlich gesagt, können Sie dies voll und ganz verstehen, 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 für jeden Menschen verständlich ist. Zum Beispiel Strom in Metall.

Es sollte mit der Tatsache beginnen, dass alles, was wir für fest und bewegungslos halten, nur aus unserer Sicht ist. Ein am Boden liegendes Metallstück ist im menschlichen Sinne ein monolithischer bewegungsloser Körper. Stellen Sie sich als Analogie unseren Planeten im Weltraum vor und betrachten Sie ihn von der Marsoberfläche aus. Die Erde scheint ein ganzer, bewegungsloser 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 winzigen Elementen. Sie sind unterschiedlich, aber wir interessieren uns vor allem für Elektronen, die in Metallen ein elektromagnetisches Feld erzeugen, das den gleichen Strom erzeugt. Das Wort "Strom" muss wörtlich verstanden werden, denn wenn sich Elemente mit einer elektrischen Ladung bewegen, dh von einem geladenen Objekt zum anderen "fließen", tritt ein "elektrischer Strom" auf.

Nachdem wir die Grundbegriffe verstanden haben, können wir eine allgemeine Definition ableiten:

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

Antworten auf die wichtigsten Fragen zum elektrischen Strom

Nachdem die Definition formuliert wurde, ergeben sich mehrere logische Fragen.

1. Was bringt den aktuellen "Fluss", das heißt, in Bewegung?
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 einer hohen Ladung zu einem Körper mit einer niedrigen Ladung, wobei die Gesetze der Physik eingehalten werden. Und die "Ladung" (oder das Potential) ist die Anzahl der Elektronen im Körper, und je mehr es gibt, desto höher ist die Ladung. Wenn zwei Körper mit unterschiedlichen Ladungen in Kontakt gebracht werden, fließen die Elektronen des stärker geladenen Körpers in den 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 in Form eines großen Hauses vorstellen, in dem Menschen leben. Die Größe des Hauses ändert sich nicht, je nachdem wie viele Personen es betreten und verlassen und wie viel Personen sich im Haus aufhalten. In diesem Fall ist eine Person ein Analogon eines Elektrons in einem Metall - es bewegt sich frei und hat keine besondere Masse im Vergleich zum gesamten Gebäude.

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 Sie alle Elektronen aus dem Körper entfernen.

Was ist eine Stromeinheit?

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

• Aktuelle Stärke.
• Spannung.
• Widerstand

Wenn Sie versuchen, das Konzept der Stromstärke in einfachen Worten zu beschreiben, ist es am besten, sich den Fluss von Autos vorzustellen, die durch einen Tunnel fahren. Autos sind Elektronen und ein Tunnel ist Draht. Je mehr Autos zu einem bestimmten Zeitpunkt durch den Tunnelquerschnitt fahren, desto größer ist die Stromstärke, die vom Gerät unter der Bezeichnung "Amperemeter" in Ampere (A) gemessen und in den Formeln durch den Buchstaben (I) angegeben wird.

Die Spannung ist ein relativer Wert, der die Ladungsdifferenz der Körper ausdrückt, zwischen denen Strom fließt. Wenn ein Objekt eine sehr hohe Ladung aufweist und das andere Objekt sehr niedrig ist, liegt zwischen beiden eine hohe Spannung an, um zu messen, welches Voltmeter und welche Einheit Volt (V) verwendet werden. In den mit dem Buchstaben (U) gekennzeichneten Formeln.

Widerstand kennzeichnet die Fähigkeit eines Leiters, bedingt Kupferdraht, eine bestimmte Strommenge durch sich selbst zu leiten, dh Elektronen. Der Widerstandsleiter erzeugt Wärme und verbraucht einen Teil der Energie des durch ihn fließenden Stroms, wodurch seine Stärke verringert wird. Der Widerstand wird in Ohm (Ohm) berechnet, und der Buchstabe (R) wird in den Formeln verwendet.

Formeln zur Berechnung der Stromkennlinien

Unter Verwendung von drei physikalischen Größen ist es möglich, die Eigenschaften des Stroms unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes zu berechnen. Es wird durch die Formel ausgedrückt:

I = U / R

Dabei ist I die Stromstärke, U die Spannung im Stromkreis und R der Widerstand.

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

Mathematisch können andere Komponenten aus dieser Formel berechnet werden.

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.

Die Wirkung von Strom auf verschiedene Materialien und Lebewesen

Verschiedene chemische Elemente verhalten sich unter Stromeinwirkung unterschiedlich. Einige Supraleiter widersetzen sich nicht den Elektronen, die sie durchdringen, ohne eine chemische Reaktion auszulösen. Metalle, die für sie übermäßig belastet sind, können zerstört werden und schmelzen. Dielektrika, die keinen Strom durchlassen, interagieren überhaupt nicht damit und schützen so die Umwelt davor. Dieses Phänomen wird vom Menschen erfolgreich bei der Isolierung von Drähten mit Gummi eingesetzt.

Für lebende Organismen ist Strom ein mehrdeutiges Phänomen. Er kann sowohl wohltuende als auch zerstörerische Wirkungen haben. Menschen setzen seit langem kontrollierte Entladungen für medizinische Zwecke ein: von Lichtentladungen, die die Gehirnaktivität stimulieren, bis hin zu starken Elektroschocks, die ein gestopptes Herz auslösen und einen Menschen 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 sind die Sicherheitsbestimmungen zu beachten.

In der Natur gibt es viele Phänomene, bei denen die Elektrizität die Hauptrolle spielt: von Tiefseetieren (elektrischen Rampen), die Schocks auslösen können, bis hin zu Blitzen während eines Gewitters. Der Mensch hat diese Naturgewalt lange gemeistert und nutzt sie gekonnt, dank derer die gesamte moderne Elektronik funktioniert.

Sehen Sie sich das Video an: Was genau ist eigentlich Strom? - Sachgeschichten mit Armin Maiwald (November 2024).