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Was ist elektrischer Strom?
Wenn wir den Ausdruck „elektrischer Strom“ aussprechen, meinen wir normalerweise die verschiedensten Erscheinungsformen von Elektrizität. Der Strom fließt durch die Drähte von Hochspannungsleitungen, der Strom dreht den Anlasser und lädt die Batterie in unserem Auto auf, Blitzschlag während eines Gewitters ist auch elektrischer Strom.
Elektrolyse, elektrisches Schweißen, Funken statischer Elektrizität auf einem Kamm, Strom fließt in einer Spirale einer Glühlampe, und selbst in einer winzigen Taschenlampe fließt ein winziger Strom durch eine LED. Unnötig zu erwähnen, dass unser Herz, das auch einen kleinen elektrischen Strom erzeugt, besonders während des Durchgangs des EKG-Verfahrens auffällt.
In der Physik ist es üblich, elektrischen Strom zu nennen geordnete Bewegung geladener Teilchen und im Prinzip beliebiger Ladungsträger. Ein Elektron, das sich um einen Atomkern bewegt, ist ebenfalls ein Strom. Und ein geladener Ebonit-Zauberstab wird, wenn Sie ihn in der Hand halten und von einer Seite zur anderen bewegen, ebenfalls zu einer Stromquelle: Es gibt eine Ladung ungleich Null und er bewegt sich.
Physikalische Analogien zwischen dem Wasserfluss in einem Wasserversorgungssystem und dem elektrischen Strom: Verkabelung und Rohrleitungen
Gleichstrom:
Der Strom fließt durch die Drähte von Haushaltsgeräten, die über eine Wandsteckdose mit Strom versorgt werden - Elektronen bewegen sich 50 Mal pro Sekunde hin und her -, wird dies genannt Wechselstrom.
Hochfrequenzsignale in elektronischen Geräten sind da auch ein elektrischer Strom Elektronen und Löcher (positive Ladungsträger) bewegen sich innerhalb des Stromkreises.
Jeder elektrische Strom führt zu seiner Existenz. Magnetfeld. Um den Leiter herum ist Strom vorhanden. Es gibt kein Magnetfeld ohne Strom und keinen Strom ohne Magnetfeld.
Selbst wenn um den Strom kein Magnetfeld vorhanden ist, bedeutet dies nur, dass sich die Magnetfelder der beiden Ströme zum Zeitpunkt der Beobachtung gegenseitig kompensieren, wie im Zweidrahtdraht eines Wasserkochers - die Wechselströme sind zu jedem Zeitpunkt in entgegengesetzte Richtungen gerichtet und fließen parallel zueinander - ihre Magnetfelder sind Freund neutralisieren. Dies nennt man das Prinzip der Überlagerung von Magnetfeldern.
In der Praxis erfordert das Vorhandensein eines elektrischen Stroms das Vorhandensein eines elektrischen Feldes, Potentials oder Wirbels. Extrem selten bewegen sich Ladungen rein mechanisch (z im Generator van de Graaff - elektrifiziertes Gummiband).
Van De Graaff Generator:
In einem elektrischen Feld erfährt ein geladenes Teilchen die Wirkung einer elektrischen Kraft, die als Stromquelle bezeichnet wird EMF - elektromotorische Kraft. Die EMF wird in Volt gemessen, ebenso wie die Spannung zwischen zwei Punkten eines Stromkreises. Je größer die an den Verbraucher angelegte Spannung ist, desto größer kann der elektrische Strom sein, den diese Spannung verursachen kann.
Eine Wechselspannung erzeugt in dem Leiter, an den sie angelegt wird, einen Wechselstrom, da sich auch in diesem Fall das an die Ladungsträger angelegte elektrische Feld abwechselt. Konstante Spannung - eine Bedingung für das Vorhandensein eines konstanten Stroms im Leiter.
Hochfrequenzspannung (die ihre Richtung hunderttausend Mal pro Sekunde ändert) trägt ebenfalls zum Wechselstrom in den Leitern bei. Je höher die Frequenz, desto weniger Ladungsträger sind an der Stromerzeugung in der Dicke des Leiters beteiligt, da das auf geladene Teilchen wirkende elektrische Feld näher an der Oberfläche verschoben wird und sich herausstellt dass der Strom nicht im Leiter fließt, sondern entlang seiner Oberfläche. Dies wird als Hauteffekt bezeichnet.
Ein elektrischer Strom kann im Vakuum, in Leitern, in Elektrolyten, in Halbleitern und sogar in Dielektrika (Vorspannungsstrom) existieren.Zwar kann es keine Gleichstromdielektrika geben, da sich die Ladungen in ihnen nicht frei bewegen können, sondern sich nur innerhalb des intramolekularen Abstands von ihrer ursprünglichen Position unter Einwirkung eines angelegten elektrischen Feldes bewegen können.
Realer elektrischer Strom impliziert immer die Möglichkeit der freien Bewegung elektrischer Ladungen unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes.
Das Konzept des "elektrischen Stroms" wurde vom italienischen Physiker Alessandro Volta eingeführt. Elektrischer Strom oder gemäß seiner Version "elektrisches Fluid" floss in einem geschlossenen Kreislauf, der die äußersten Kreise der Voltaiksäule mit einem Metallleiter verband.
Die Votlt-Säule (1800) war die erste nicht elektrostatische Elektrizität (Konstantstromquelle), die aus abwechselnden Kupfer- und Zinkkreisen bestand, die durch mit angesäuertem Wasser oder Säure angefeuchtete Stoffauskleidungen getrennt waren.
Das Vorhandensein eines konstant hohen Potentials an einem Voltpol war für diese Zeit ein völlig neues Phänomen. Es war die erste chemische Stromquelle, deren Potenzial zeitlich konstant war und für deren Erneuerung keine Elektrifizierungsmethoden erforderlich waren.
Der aus einer großen Anzahl von Kreisen bestehende Voltaikpol hatte an den Enden ein ziemlich hohes Potential, das nicht nur durch Messinstrumente (insbesondere durch ein Elektroskop), sondern auch durch Berühren der extremen Kreise mit den Händen erfasst werden konnte. Gleichzeitig war ein starker elektrischer Schlag zu spüren, wie bei einer Leyden-Dose.
Die Entdeckung von Volta verbreitete sich sehr schnell in der Physik und wurde Gegenstand weiterer Forschungen. Im Jahr 1800 entdeckten Physiker, die eine Voltaiksäule verwendeten, die elektrochemische Wirkung von Strom und insbesondere die Zersetzung unter dem Einfluss eines Wasserstroms in Sauerstoff und Wasserstoff. Erfahrungen mit galvanischen Zellen erlaubt, zusätzlich zu chemisch andere neue Eigenschaften des Stroms zu erfassen, einschließlich seiner thermischen und magnetischen Wirkungen.
Der französische Physiker A. M. Ampère widmete eine Reihe seiner Arbeiten der Untersuchung der Beziehung zwischen elektrischem Strom und Magnetismus. Er fand heraus, dass zwei Leiter mit Strom gegenseitige Beeinflussung erfahren - Anziehung oder Abstoßung, abhängig von der Richtung der Ströme in ihnen. Mit seinen Arbeiten legte er den Grundstein für die Elektrodynamik.
Er schlug den Begriff "elektrischer Strom" vor und führte das Konzept seiner Richtung ein, die mit der Bewegung positiver Elektrizität zusammenfällt. Zu Ehren von A. M. Ampere wird eine Maßeinheit für elektrischen Strom benannt. Ampere ist eine der sieben Grundeinheiten des SI-Systems.
Elektrischer Strom hat eine Reihe von Eigenschaften, die in vielen praktischen Fällen effektiv genutzt werden können. Zu diesen Eigenschaften gehören die einfache Umwandlung der Energie des elektrischen Stroms in Energie anderer Arten (thermisch, leicht, mechanisch, chemisch) und die Möglichkeit, sie über große Entfernungen zu übertragen, die Ausbreitungsgeschwindigkeit.
Interessante Fakten:
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