Lernstraße Elektrochemie V1.9 (pdf) - Chik.die-sinis.de

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0 Theoretischer Vorspann
0.1 Begriffsklärungen 1
0.1.1 Strom
Es fließt immer da ein Strom, wo Ladungen sich zielgerichtet bewegen, also in einem elektrischen
Feld oder zum Ausgleich von Potentialdifferenzen. Eine griffige Kurzdefinition für den elektrischen
Strom lautet „bewegte Ladung je Zeiteinheit“. In Metallen kommt der Stromfluss durch Elektronen-,
in Lösungen durch Ionen-Bewegung zustande.
0.1.2 Spannung
Größenzeichen: U
Einheit: Volt V
Potenzialdifferenz U = E/Q (Energie durch Ladung)
Die Spannung entspricht der Arbeit, die man benötigt, um eine elektrische Ladung innerhalb eines
elektrischen Feldes von einem Punkt zu einem anderen Punkt zu verschieben – die Spannung ist in
diesem Fall die Potentialdifferenz zwischen beiden Punkten.
0.1.3 Stromstärke
Größenzeichen: I
Einheit: Ampère A
Die elektrische Stromstärke gibt an, wie viel elektrische Ladung (Elektronen) in einer bestimmten
Zeit transportiert wird. Das Formelzeichen I kommt von der "Intensität" (Intensity) des Stroms.
Definitionsgemäß beträgt die Stromstärke 1 A, wenn sich zwei unendlich lange Leiter, die von dieser
Stromstärke durchflossen werden und parallel zueinander in einem Meter Abstand verlaufen,
mit der Kraft von 2 · 10 -7 Newton anziehen. Ein elektrischer Strom hat die Stromstärke 1 A, wenn
pro Sekunde etwa 6.000.000.000.000.000.000 (6 Trillionen) Elektronen durch den Leiterquerschnitt
fließen.
Beispiele
Stromstärke I beim Zusammenziehen von Muskeln: 0,015 A
Tödlicher Stromstoß für Menschen: ca. 0,050 A = 50 mA (Diese Stromstärke wird aufgrund
des Innenwiderstandes des menschlichen Körpers erst ab bestimmten Spannungen erreicht,
so dass gewöhnliche Batterien sowie elektrische Spannungen bis etwa 24 V in der
Regel harmlos sind.)
Strom beim Betrieb einer Taschenlampe: ca. 0,2 A = 200 mA
Strom einer Zimmerbeleuchtung: ca. 0,2 A bis 1 A (200 mA bis 1000 mA)
Strom zum Betrieb einer Elektrolokomotive: über 300 A
Strom in einem Blitz: ca. 100.000 A
0.1.4 Widerstand
Größenzeichen: R
Einheit: Ohm
Der Widerstand ist als der Quotient aus Spannung (U) und Strom (I) definiert. Wenn im Falle von
Gleichspannung dieser Quotient unabhängig von der Spannung und Zeit eine Konstante ist, so
spricht man von einem ohmschen Widerstand. Das Formelzeichen R kommt von dem englischen
Wort "Resistance". Bei Wechselspannung spielt zusätzlich der kapazitive bzw. der induktive Widerstand
eine Rolle.
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Vgl. http://www.muenster.org/uiw/index_i.htm (3.10.2004)
Vgl. http://de.wikipedia.org/ (3.10.2004)