Elektrischer Strom

Elektrischer Strom wird als die Rate definiert, mit der Ladung fließt. Wenn ein großer Strom vorhanden ist, wie bei einem Kühlschrank, bewegt sich eine große Menge an Ladung in kurzer Zeit durch das Kabel. Wenn der Strom klein ist, wie bei einem Taschenrechner, bewegt sich eine kleine Menge an Ladung über einen langen Zeitraum durch den Stromkreis. Die SI-Einheit für Strom ist das Ampere (A), benannt nach dem französischen Physiker André-Marie Ampère (1775-1836). Ein Ampere ist der Fluss eines Coulombs Ladung durch eine Fläche in einer Sekunde. Ein Strom von einem Ampere würde sich ergeben, wenn 6,25 × 10^18 Elektronen pro Sekunde durch die Fläche fließen würden. Die meisten elektrischen Geräte werden in Ampere angegeben, die für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderlich sind, ebenso wie Sicherungen und Schutzschalter.

Betrachten Sie einen einfachen Stromkreis mit einer Autobatterie, einem Schalter, einer Scheinwerferlampe und Kabeln, die eine Strombahn zwischen den Komponenten bilden. Damit die Lampe leuchtet, muss es einen vollständigen Pfad für den Stromfluss geben. Der Schalter ist dazu da, den Stromkreis zu steuern. Eine Schaltplan ist eine grafische Darstellung eines Stromkreises und ist sehr nützlich, um die Hauptmerkmale eines Stromkreises zu visualisieren. Schaltpläne verwenden standardisierte Symbole, um die Komponenten in einem Stromkreis darzustellen, und durchgehende Linien, um die Kabel darzustellen, die die Komponenten verbinden. Die Batterie wird als eine Reihe von langen und kurzen Linien dargestellt, die den historischen Voltaschen Stapel repräsentieren. Die Lampe wird als Kreis mit einer Schleife im Inneren dargestellt, die den Glühfaden einer Glühbirne repräsentiert. Der Schalter wird als zwei Punkte mit einer leitenden Stange dargestellt, die die beiden Punkte verbindet, und die Kabel, die die Komponenten verbinden, werden als durchgehende Linien dargestellt.

Wenn der Schalter geschlossen ist, gibt es einen vollständigen Pfad für Ladungen, von der positiven Klemme der Batterie über den Schalter, dann durch den Scheinwerfer und zurück zur negativen Klemme der Batterie. Die Richtung des konventionellen Stroms wird immer in der Richtung dargestellt, in der positive Ladung fließen würde, vom Pluspol zum Minuspol. In Metalldrähten zum Beispiel wird der Strom von Elektronen, also von negativen Ladungen, getragen. In ionischen Lösungen, wie Salzwasser, bewegen sich sowohl positive als auch negative Ladungen.