Von Stromstärke bis Widerstand: Grundbegriffe zum Thema Strom

Strom aus der Steckdose ist für uns etwas Alltägliches. Selten machen wir uns Gedanken darüber, worum es sich dabei genau handelt. Auch wenn wir unseren Stromanbieter wechseln, denken wir eher darüber nach, was unser Strom leisten und was er kosten soll, als was eigentlich physikalisch dahintersteckt. Stromstärke, Spannung und Widerstand – diese Größen sind für die Elektrizität essenziell. Wir erläutern sie in diesem Artikel rund um den Strom.

Was ist eigentlich Strom?

Der Begriff elektrischer Strom bezeichnet die Bewegung von Ladungsträgern durch einen Stoff oder ein Vakuum. Unter Ladungsträgern versteht man in der Regel Elektronen oder Ionen. Bewegen sich diese Elektronen nun in einer Richtung durch einen Kupferdraht, spricht man von einem Stromfluss.

Um zu wissen, wie viel Strom genau fließt, wird die Stromstärke gemessen. Diese gibt an, wie viel elektrische Ladung sich pro Sekunde durch den Querschnitt des elektrischen Leiters bewegt. Die Einheit für die Stromstärke ist Ampere, benannt nach dem französischen Mathematiker und Physiker André Marie Ampère. Wie viel Ampere wenig oder viel sind, hängt von der jeweiligen elektrischen Anwendung ab.

Spannung sorgt für Stromfluss

Ohne Spannung fließt auch kein Strom. An einem Elektrogerät muss erst Spannung anliegen oder es muss unter Strom stehen, damit die elektrische Ladung von A nach B fließt. Strom und Spannung arbeiten sozusagen als Team. Angegeben wird die Spannung in Volt, benannt nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta. Sie gibt Auskunft darüber, wie viel Energie notwendig ist, um die elektrische Ladung innerhalb des elektrischen Feldes zu bewegen. Je geringer die Spannung, umso weniger Strom fließt.

Der Widerstand bremst den Strom

Der Widerstand ist gewissermaßen der Gegenspieler der Spannung. Er bremst sie ab, das heißt ihre Leistung fällt geringer aus. Jedes Material, durch das Strom fließt, hat seinen eigenen Widerstandswert. In der Stromwelt interessiert man sich vor allem dafür, wie hoch der Widerstand eines Bauteils, einer Leitung oder anderer Schaltungskomponenten ist. Berechnet wird der Zusammenhang von Strom, Spannung und Widerstand über das Ohmsche Gesetz. Der Widerstand selbst wird in Ohm angegeben. Ob der Widerstand groß oder klein ist, hängt auch hier von der Anwendung ab.

Was leistet der Strom eigentlich?

Die elektrische Leistung ist die umgesetzte Energie in einer bestimmten Zeitspanne. Erst wenn diese Leistung erbracht wird, spricht man von Arbeit. Das ist ähnlich wie beim Sport: Nach der ersten Bewegung merkt man wenig, nach 5 Minuten spürt man, was an physischer Arbeit in dieser Zeit geleistet wurde. Die elektrische Leistung wird in Watt angegeben. Sie ergibt sich aus der Berechnung von Spannung und Strom. Arbeitet ein Gerät mit 1 Watt Leistung 1 Stunde lang, nimmt sie 1 Wattstunde (Wh) an Energie auf. Bei einer Leistungsaufnahme von 1.000 Wh in einer Stunde spricht man von 1 Kilowattstunde (kWh).

Strom und Sicherung

Die Sicherung ist für Leitung und Mensch wichtig. Die normale Haussicherung schützt die Leitung vor einer Überlastung oder einem Kurzschluss. Der Stromkreis wird in diesem Fall selbsttätig durch eine Überstromschutzeinrichtung abgeschaltet. Vor einem lebensgefährlichen Stromschlag im Haushalt schützt diese allerdings nicht. Dafür muss zusätzlich ein Fehlerstrom-Schutzschalter installiert werden, ein sogenannter FI-Schalter. Er unterbricht den Stromkreis, wenn es zu einem Fehlerstrom kommt. Bei intakten elektrischen Geräten fließt Strom immer in der gleichen Stärke.

Kommt ein Mensch in Berührung mit einer ungenügend isolierten stromführenden Leitung, fließt durch seinen Körper der Strom zur Erde. Es entsteht eine Differenz zwischen zu- und abfließendem Strom. Der FI-Schalter unterbricht in solchen Fällen sofort den Stromkreis.

Belohnung für die elektrische Arbeit

Strom gibt es nur für eine Gegenleistung. Bei privaten Verbrauchern geschieht dies mit der Stromrechnung über eine finanzielle Gegenleistung. Die Energie geht in diesem Fall in Vorleistung, da erst pauschal für noch nicht verbrauchten Strom gezahlt wird. Liegt man über den vereinbarten Kilowattstunden, muss man nachzahlen.

Während private Stromverbraucher nur die Arbeit bezahlen, müssen Industriekunden auch für die Leistung bezahlen. Das hängt damit zusammen, dass für sie Höchstleistung sichergestellt werden muss. Die erhobenen Zahlungen benötigen die Stromanbieter, um ausreichend Übertragungskapazität durch ausreichend dicke Kabel im Stromleitungsnetz bereitstellen zu können.

Strom ist gut vernetzt

Ohne Stromnetze würde die elektrische Energie nicht beim Verbraucher ankommen. Sie sind die Grundlage, damit der Strom vom Erzeuger zum Verbraucher fließt. Das Stromnetz baut sich aus verschiedenen Spannungsebenen auf. Während die Kraftwerke mit hoher Spannung arbeiten, fließen in privaten Haushalten niedrige Spannungen von 230 V. Damit elektrische Energie aus einem Stromnetz mit hoher Spannung in ein Stromnetz mit niedriger Spannung eingespeist werden kann, werden Transformatoren benötigt. Dies funktioniert auch in die Gegenrichtung.