„Was ist elektrischer Strom ?“
Elektrischer Strom ist die Bezeichnung für eine gerichtete Bewegung von Ladungsträgern, zum Beispiel von Elektronen oder Ionen, in einem Festkörper, einer Flüssigkeit, einem Gas oder im Vakuum. Ruhende Ladungsträger können durch unterschiedliche Kräfte in Bewegung gesetzt werden.
Gleichstrom
und Wechselstrom
Als
Gleichstrom (engl.
Direct
Current,
abgekürzt DC)
wird jener elektrische Strom bezeichnet, der über die Zeit
seine Richtung und
Stärke nicht ändert, also zeitlich konstant ist.
Bei
Wechselstrom (engl.
Alternating
Current,
abgekürzt AC)
kommt es zu einer laufenden, meist periodischen Änderung
der Stromrichtung.
Dabei gibt die Frequenz an,
wie oft sich die Stromrichtung pro Sekunde ändert. Der
technische Vorteil von Wechselstrom ist seine leichte
Umwandelbarkeit zwischen verschiedenen Spannungen mit
Hilfe eines Transformators.
Daher findet Wechselstrom vor allem in
öffentlichen Stromversorgungsnetzen
Anwendung.
Elektrischer
Strom ist eines der Verfahren des Energietransports. So
wird heute die gesamte Beleuchtung, die
meisten Haushaltsgeräte und
die gesamte Elektronik und
Rechnertechnik mit
elektrischer Energie betrieben. Autos mit
elektrischem Antrieb werden als umweltfreundliche
Alternative zu herkömmlichen benzinbetriebenen Gefährten
propagiert.
Elektrische
Energie wird zumeist zentral in Kraftwerken aus
anderen Energiequellen umgewandelt (z. B.
Erneuerbare
Energien) und
über das Stromnetz an
die Haushalte verteilt
bzw. als Bahnstrom genutzt.
Aus ökologischen Gründen
wird aber auch zunehmend dezentrale elektrische
Energiewandlung, z. B. mittels Photovoltaikanlagen
auf
privaten Dächern,
gefördert. Eine Speicherung der
elektrischen Energie im großen Maßstab ist derzeit nur
durch Wandlung in eine andere Energieform möglich, z. B.
mittels Akkumulatoren oder
in noch größerem Maßstab z. B. bei Pumpspeicherkraftwerken. Für
eher kleinere Energiemengen werden Kondensatoren und
Spulen verwendet.
Der umgangssprachliche Ausdruck „Strom verbrauchen“ ist
technisch gesehen nicht richtig, da der Strom, der in ein
Gerät hineinfließt, auch wieder herausfließt
(Energie-Erhaltungssatz). In der Tat ist es beim üblichen
Haushaltsstrom sogar so, dass die Elektronen nur im Leiter
ein kleines Stück hin- und her „wackeln“, ohne dass
tatsächlich eine nennenswerte Anzahl von Elektronen aus der
Leitung ins Gerät fließt. Was tatsächlich „fließt“, ist
elektrische Energie. Diese wird ebenfalls nicht verbraucht,
wie sich das umgangssprachlich eingebürgert hat, sondern
wird umgewandelt, z. B. in mechanische Energie (Motor),
Wärme (Haartrockner) und chemische Energie (z. B. beim
Aufladen von Handy-Akkus). Die dabei verrichtete Arbeit
(das Produkt aus Spannung, Stromstärke und Zeit) wird durch
einen sog. Stromzähler ermittelt.
Deswegen wird der „Stromverbrauch“ auch in der
Energieeinheit Kilowattstunde, und
nicht in der Stromeinheit Ampere gezählt.
Messwerte
Strom
Die
Wattstunde leitet sich aus der SI-Einheit Joule ab:
- 1 Wh = 3.600 Ws (Wattsekunde) = 3.600 Joule = 3,6 Kilojoule (kJ).
Die Einheit Wattstunde wird meistens mit dem dezimalen SI-Vorsatz Kilo verwendet
(z. B. bei der Stromabrechnung).
- 1 Kilowattstunde (kWh) = 1000 Wattstunden = 103 Wh
Bei der Angabe der Stromproduktion von Elektrizitätswerken oder des Stromverbrauches ganzer Länder wird der SI-Vorsatz Mega, Giga und Tera verwendet um zu handlichen Zahlenwerten zu gelangen:
- 1 Megawattstunde (MWh) = 1.000 kWh = 1 Million Wattstunden = 106 Wh
- 1 Gigawattstunde (GWh) = 1 Million kWh = 1 Milliarde Wattstunden = 109 Wh
- 1 Terawattstunde (TWh) = 1 Milliarde kWh = 1 Billion Wattstunden = 1012 Wh