Elektrischer Strom: Unterschied zwischen den Versionen
Zur Navigation springen
Zur Suche springen
K (Maintenance data migration) |
Keine Bearbeitungszusammenfassung |
||
| (5 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt) | |||
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
<wibslanguages /> | |||
[[Datei:Hochspannungsleitungen_1.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Hochspannungsleitungen|Urheber=VIEX - Ernest Niedermann|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://commons.wikimedia.org/wiki/File:380_kV_Wien_Stammersdorf.JPG|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en|Lizenz=CC BY-SA 3.0}}}}]] | [[Datei:Hochspannungsleitungen_1.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Hochspannungsleitungen|Urheber=VIEX - Ernest Niedermann|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://commons.wikimedia.org/wiki/File:380_kV_Wien_Stammersdorf.JPG|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en|Lizenz=CC BY-SA 3.0}}}}]] | ||
| Zeile 7: | Zeile 8: | ||
Wie wichtig er für unser Leben ist, fällt erst auf, wenn es plötzlich zu einem Stromausfall kommt. | Wie wichtig er für unser Leben ist, fällt erst auf, wenn es plötzlich zu einem Stromausfall kommt. | ||
==Wusstest du schon, dass …== | |||
== Was ist elektrischer Strom? == | *es Michael Faraday 1831 gelang, mechanische in elektrische Energie zu verwandeln? | ||
*1866 Werner von Siemens den ersten elektrischen Generator baute? | |||
*Thomas Alva Edison 1880 das Patent (Schutzrecht für eine Erfindung) für seine Glühlampe in den USA bekam? | |||
==Was ist elektrischer Strom?== | |||
[[Datei:Voltmeter.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Multimeter|Urheber=Charles Risen|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/multimeter-ohm-meter-voltmeter-523153/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | [[Datei:Voltmeter.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Multimeter|Urheber=Charles Risen|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/multimeter-ohm-meter-voltmeter-523153/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | ||
[[Datei:Amperemeter.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Amperemeter|Urheber=Tam Tam|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://www.flickr.com/photos/strollers/104553246/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/|Lizenz=CC BY-SA 2.0}}}}]] | |||
Er entsteht durch die '''Bewegung von Elektronen''' (= negativ geladene Teilchen eines [[Atom|Atoms]]) durch einen elektrischen Leiter. | Er entsteht durch die '''Bewegung von Elektronen''' (= negativ geladene Teilchen eines [[Atom|Atoms]]) durch einen elektrischen Leiter. | ||
Strom kann nur fließen, wenn elektrische '''Spannung''' vorhanden ist. In einer Batterie, einem Akku (Akkumulator) oder Generator (dein Fahrraddynamo ist ein Generator) sammeln sich in einem geschlossenen Stromkreis die '''Elektronen am Minuspol'''. Das bedeutet, dass am '''Pluspol''' des Stromkreises '''weniger Elektronen''' sind – ein Ungleichgewicht zwischen den Polen ist entstanden = Spannung. Elektrische Spannung wird in '''Volt (V)''' gemessen. | Strom kann nur fließen, wenn elektrische '''Spannung''' vorhanden ist. In einer Batterie, einem Akku (Akkumulator) oder Generator (dein [[Dynamo|Fahrraddynamo]] ist ein Generator) sammeln sich in einem geschlossenen Stromkreis die '''Elektronen am Minuspol'''. Das bedeutet, dass am '''Pluspol''' des Stromkreises '''weniger Elektronen''' sind – ein Ungleichgewicht zwischen den Polen ist entstanden = Spannung. Elektrische Spannung wird in '''Volt (V)''' gemessen. | ||
Die '''Menge der elektrisch geladenen Teilchen''', die fließt ist die '''Stromstärke'''. Sie wird in '''Ampere (A)''' gemessen. | Die '''Menge der elektrisch geladenen Teilchen''', die fließt ist die '''Stromstärke'''. Sie wird in '''Ampere (A)''' gemessen. | ||
Wird der Stromkreis unterbrochen, zum Beispiel durch einen Schalter oder eine Sicherung, kann der Strom nicht mehr fließen. | Wird der Stromkreis unterbrochen, zum Beispiel durch einen Schalter oder eine Sicherung, kann der Strom nicht mehr fließen. | ||
==Leitfähigkeit== | |||
== | [[Datei:Kupferdraht.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Leiter: Kupferdraht|Urheber=Robdevos2 from nl|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Luidsprekerkabel.jpg|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en|Lizenz=CC BY-SA 3.0}}}}]] | ||
[[Datei:Bergkristall.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Halbleiter: Bergkristall|Urheber=Robert Strasser|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/kristall-bergkristall-mineral-1685590/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | [[Datei:Bergkristall.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Halbleiter: Bergkristall|Urheber=Robert Strasser|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/kristall-bergkristall-mineral-1685590/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | ||
[[Datei:Porzellansicherung.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Nichtleiter: Porzellansicherung|Urheber=Foto-RaBe|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/sicherung-sicher-strom-elektrizit%C3%A4t-631745/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | [[Datei:Porzellansicherung.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Nichtleiter: Porzellansicherung|Urheber=Foto-RaBe|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/sicherung-sicher-strom-elektrizit%C3%A4t-631745/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | ||
| Zeile 36: | Zeile 43: | ||
'''Materialien''' unterscheidet man nach ihrer '''Leitfähigkeit'''. | '''Materialien''' unterscheidet man nach ihrer '''Leitfähigkeit'''. | ||
*'''Leiter''' | *'''Leiter''': Dazu gehören alle '''Metalle'''. Außerdem sind Grafit und Kohle leitfähig. Wasser ist, wenn auch nicht besonders gut, ebenso leitfähig. Zusätze wie Salz erhöhen die Leitfähigkeit. | ||
*'''Halbleiter''': Dazu zählen '''Kristalle'''. Ihre Leitfähigkeit liegt zwischen der von Leitern und Nichtleitern. Eine wichtige Eigenschaft ist ihre Temperaturabhängigkeit – je wärmer, desto besser leiten sie. Gebraucht werden sie für die Herstellung von Elektronikbauteilen. | |||
*'''Halbleiter''' | |||
*'''Nichtleiter''' werden auch '''Isolatoren''' genannt. '''Glas, Gummi, Holz, bestimmte Kunststoff und Porzellan''' können Strom nicht leiten. Gebraucht werden sie zur Sicherung elektrischer Leiter damit es zu keinem Stromfluss an der falschen Stelle kommt. So haben elektrische Kabel einen isolierenden Mantel. Ebenso müssen Freileitungsmaste, Umspannwerke, Sendemasten … isoliert sein. | |||
*'''Nichtleiter''' | |||
== Stromerzeugung - Gewinnung elektrischer Energie == | ==Stromerzeugung - Gewinnung elektrischer Energie== | ||
[[Datei:Dampfturbine_mit_Generator.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Dampfturbine mit Generator|Urheber=Ulrichulrich|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dampfturbine_5_MW_mit_ELIN_Generator.jpg|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/de/deed.en|Lizenz=CC BY-SA 3.0 DE}}}}]] | [[Datei:Dampfturbine_mit_Generator.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Dampfturbine mit Generator|Urheber=Ulrichulrich|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dampfturbine_5_MW_mit_ELIN_Generator.jpg|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/de/deed.en|Lizenz=CC BY-SA 3.0 DE}}}}]] | ||
[[Datei:seitenläuferdynamo.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Seitenläuferdynamo|Urheber=hmboo Electrician and Adventurer|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://www.flickr.com/photos/kefraya/2767851542/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/|Lizenz=CC BY-ND 2.0}}}}]] | |||
Eigentlich wird Strom nicht erzeugt. Vielmehr findet eine '''Umwandlung einer anderen Energieform''' statt. | Eigentlich wird Strom nicht erzeugt. Vielmehr findet eine '''Umwandlung einer anderen Energieform''' statt. | ||
Das geschieht in verschiedenen '''Kraftwerken''' (Atom-, Wasser-, Braun- und Steinkohlekraftwerke). Aber auch Erdöl und Erdgas, die Sonne (Photovoltaikanlage, Sonnenwärmekraftwerke), die Erdwärme, der Wind (Windenergieanlage) oder chemische Reaktionen (Biogasanlage) können zur Umwandlung in elektrische Energie herangezogen werden. Auch Müllverbrennungsanlagen und die Gezeiten (Ebbe und Flut) werden für die Energiegewinnung genutzt. | Das geschieht in verschiedenen '''Kraftwerken''' ([[Tschernobyl|Atom-]], Wasser-, Braun- und Steinkohlekraftwerke). Aber auch Erdöl und Erdgas, die Sonne (Photovoltaikanlage, Sonnenwärmekraftwerke), die Erdwärme, der Wind (Windenergieanlage) oder chemische Reaktionen (Biogasanlage) können zur Umwandlung in elektrische Energie herangezogen werden. Auch Müllverbrennungsanlagen und die Gezeiten (Ebbe und Flut) werden für die Energiegewinnung genutzt. | ||
Das Herz eines Kraftwerkes ist der '''Generator'''. Er wandelt '''Bewegung in elektrischen Strom''' um. So wird in einem Wasserkraftwerk fließendes Wassers (kinetische Energie) zur Drehung eines Wasserrades (mechanische Energie) genutzt. Diese Bewegung wird durch eine Welle oder ein Getriebe an den Generator weitergeleitet, der sie in elektrische Energie umwandelt. | Das Herz eines Kraftwerkes ist der '''Generator'''. Er wandelt '''Bewegung in elektrischen Strom''' um. So wird in einem Wasserkraftwerk fließendes Wassers (kinetische Energie) zur Drehung eines Wasserrades (mechanische Energie) genutzt. Diese Bewegung wird durch eine Welle oder ein Getriebe an den Generator weitergeleitet, der sie in elektrische Energie umwandelt. | ||
| Zeile 58: | Zeile 64: | ||
Die so gewonnene [[Energie]] wird '''über Stromnetze zu den Verbrauchern''' transportiert. | Die so gewonnene [[Energie]] wird '''über Stromnetze zu den Verbrauchern''' transportiert. | ||
Denke an deinen ''' | Denke an deinen '''[[Dynamo]]'''. Er wandelt deine Körperkraft über die Bewegung des Rades über den Dynamo (= Generator, Lichtmaschine) in Licht um. | ||
==Stromarten== | |||
== Stromarten== | |||
[[Datei:Handy mit Stecknetzteil.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Handy mit Stecknetzteil: Das Netzteil passt Spannung und Stromart dem Endgerät (Verbraucher) an.|Urheber=samuelcarreira|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/iphone-4-kopfh%C3%B6rer-ladeger%C3%A4t-kabel-1249732/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | [[Datei:Handy mit Stecknetzteil.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Handy mit Stecknetzteil: Das Netzteil passt Spannung und Stromart dem Endgerät (Verbraucher) an.|Urheber=samuelcarreira|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/iphone-4-kopfh%C3%B6rer-ladeger%C3%A4t-kabel-1249732/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | ||
| Zeile 73: | Zeile 77: | ||
== Stromverbrauch == | ==Stromverbrauch== | ||
[[Datei:Stromzähler.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Stromzähler|Urheber=Gerd Altmann|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/stromz%C3%A4hler-strom-zahlen-energie-96863/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | [[Datei:Stromzähler.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Stromzähler|Urheber=Gerd Altmann|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/stromz%C3%A4hler-strom-zahlen-energie-96863/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | ||
| Zeile 86: | Zeile 90: | ||
== Stromausfall== | ==Stromausfall== | ||
[[Datei:Stromausfall.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Stromausfall|Urheber=Steve Buissinne|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/buch-%C3%B6llampe-brillen-lesen-491033/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | [[Datei:Stromausfall.jpg|thumb|300px|right|{{ImageCaption|Titel=Stromausfall|Urheber=Steve Buissinne|Quelle={{ImageMetaSource|Quelle=https://pixabay.com/de/buch-%C3%B6llampe-brillen-lesen-491033/|Linktext=}}|Lizenz={{ImageMetaLicense|URL=https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de|Lizenz=CC0 1.0}}}}]] | ||
| Zeile 97: | Zeile 101: | ||
== Sonstiges == | ==Sonstiges== | ||
'''[[Hauptseite|Zur Hauptseite]]''' | |||
[[Kategorie:Wissenschaftliches]] | [[Kategorie:Wissenschaftliches]] | ||
[[Kategorie: Artikel des Tages]] | |||
[[Kategorie:Wusstest du schon]] | |||
Aktuelle Version vom 13. Juli 2020, 11:55 Uhr
Elektrischer Strom ist für unser Leben wichtig und daraus nicht mehr wegzudenken.
Er betreibt Maschinen, erzeugt Licht und Wärme. Auch zur Übertragung von Bild und Ton ist er notwendig.
Wie wichtig er für unser Leben ist, fällt erst auf, wenn es plötzlich zu einem Stromausfall kommt.
Wusstest du schon, dass …
- es Michael Faraday 1831 gelang, mechanische in elektrische Energie zu verwandeln?
- 1866 Werner von Siemens den ersten elektrischen Generator baute?
- Thomas Alva Edison 1880 das Patent (Schutzrecht für eine Erfindung) für seine Glühlampe in den USA bekam?
Was ist elektrischer Strom?
Er entsteht durch die Bewegung von Elektronen (= negativ geladene Teilchen eines Atoms) durch einen elektrischen Leiter.
Strom kann nur fließen, wenn elektrische Spannung vorhanden ist. In einer Batterie, einem Akku (Akkumulator) oder Generator (dein Fahrraddynamo ist ein Generator) sammeln sich in einem geschlossenen Stromkreis die Elektronen am Minuspol. Das bedeutet, dass am Pluspol des Stromkreises weniger Elektronen sind – ein Ungleichgewicht zwischen den Polen ist entstanden = Spannung. Elektrische Spannung wird in Volt (V) gemessen.
Die Menge der elektrisch geladenen Teilchen, die fließt ist die Stromstärke. Sie wird in Ampere (A) gemessen.
Wird der Stromkreis unterbrochen, zum Beispiel durch einen Schalter oder eine Sicherung, kann der Strom nicht mehr fließen.
Leitfähigkeit
Der Verbindung (= Stromleitung) vom Erzeuger zum Verbraucher kommt besondere Bedeutung zu. Sie muss Strom gut leiten können.
Materialien unterscheidet man nach ihrer Leitfähigkeit.
- Leiter: Dazu gehören alle Metalle. Außerdem sind Grafit und Kohle leitfähig. Wasser ist, wenn auch nicht besonders gut, ebenso leitfähig. Zusätze wie Salz erhöhen die Leitfähigkeit.
- Halbleiter: Dazu zählen Kristalle. Ihre Leitfähigkeit liegt zwischen der von Leitern und Nichtleitern. Eine wichtige Eigenschaft ist ihre Temperaturabhängigkeit – je wärmer, desto besser leiten sie. Gebraucht werden sie für die Herstellung von Elektronikbauteilen.
- Nichtleiter werden auch Isolatoren genannt. Glas, Gummi, Holz, bestimmte Kunststoff und Porzellan können Strom nicht leiten. Gebraucht werden sie zur Sicherung elektrischer Leiter damit es zu keinem Stromfluss an der falschen Stelle kommt. So haben elektrische Kabel einen isolierenden Mantel. Ebenso müssen Freileitungsmaste, Umspannwerke, Sendemasten … isoliert sein.
Stromerzeugung - Gewinnung elektrischer Energie
Eigentlich wird Strom nicht erzeugt. Vielmehr findet eine Umwandlung einer anderen Energieform statt.
Das geschieht in verschiedenen Kraftwerken (Atom-, Wasser-, Braun- und Steinkohlekraftwerke). Aber auch Erdöl und Erdgas, die Sonne (Photovoltaikanlage, Sonnenwärmekraftwerke), die Erdwärme, der Wind (Windenergieanlage) oder chemische Reaktionen (Biogasanlage) können zur Umwandlung in elektrische Energie herangezogen werden. Auch Müllverbrennungsanlagen und die Gezeiten (Ebbe und Flut) werden für die Energiegewinnung genutzt.
Das Herz eines Kraftwerkes ist der Generator. Er wandelt Bewegung in elektrischen Strom um. So wird in einem Wasserkraftwerk fließendes Wassers (kinetische Energie) zur Drehung eines Wasserrades (mechanische Energie) genutzt. Diese Bewegung wird durch eine Welle oder ein Getriebe an den Generator weitergeleitet, der sie in elektrische Energie umwandelt.
Die so gewonnene Energie wird über Stromnetze zu den Verbrauchern transportiert.
Denke an deinen Dynamo. Er wandelt deine Körperkraft über die Bewegung des Rades über den Dynamo (= Generator, Lichtmaschine) in Licht um.
Stromarten
Gleichstrom fließt nur in eine Richtung. Er findet bei Taschenlampen oder Autobatterien Verwendung.
Wechselstrom ändert ständig seine Fließrichtung. In Haushalten wird 230-Volt-Wechselstrom verwendet.
Starkstrom oder Drehstrom ist 400 Volt-Wechselstrom. Benötigt wird er zum Antrieb großer Maschinen. Damit kein falsches Gerät angeschlossen wird, haben damit versorgte Kabel einen roten Eurostecker.
Stromverbrauch
Die in einer Sekunde verrichtete Arbeit bezeichnet man als Leistung. So gibt die Leistung eines Gerätes an, wie viel Energie es pro Sekunde übertragen kann. Je schneller eine bestimmte Arbeit verrichtet wird, umso größer ist die Leistung.
Leistung wird in Watt (W) gemessen.
Auf der Stromrechnung wird die geleistete Arbeit aller elektrischen Geräte eines Haushaltes ausgewiesen. Sie wird in kWh (Kilowattstunden) angegeben. Gemessen wird die verbrauchte elektrische Energie durch Stromzähler.
Oft ist die Rechnung sehr hoch. Schon einmal an Stromsparen gedacht?
Stromausfall
Wird der Weg des elektrischen Stromes vom Erzeuger (Kraftwerk) über die Stromleitungen zum Verbraucher unterbrochen, nennt man das Stromausfall. Die Ursache kann bei der Stromerzeugung, an einer Stromleitung oder beim Verbraucher (zB defektes Endgerät) liegen.
Der elektrische Herd und die Heizung funktionieren nicht. Es kann weder gekocht noch geheizt werden. Dann gibt es auch kein warmes Wasser, Licht nur am Tag.
Natürlich fahren auch keine Straßenbahnen, Züge oder U-Bahnen. Die Ampeln fallen aus, automatische Türen bleiben verschlossen ...