Lernsequenz: Elektrische Grundgrößen

Lernobjektgruppe der Lerneinheit: Was ist Elektrizität

Einführung in die Elektrizität

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Elektrizität ist ein physikalisches Phänomen das auf der Anziehung bzw. der Abstoßung elektrischer Ladungen beruht. Ladung ist so wie Masse eine Grunderscheinung der Materie. Jeder Stoff enthält Ladungen.

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Wir kennen zwei Arten von Ladungen. Diese werden als "positiv" und "negativ" bezeichnet. Gleiche Ladungen stoßen einander ab, ungleiche ziehen einander an. Enthält Materie gleich viele positive wie negative Ladung, ist diese elektrisch neutral.

Ein Leiter ist ein Stoff, der Energie bzw. geladene Teilchen transportieren kann.

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Man kann Stoffe wie folgt unterscheiden: Leiter, Halbleiter, Nichtleiter (Isolatoren).

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Mit Strom bezeichnet man die Menge der elektrischen Ladung die während einer bestimmten Zeitspanne (in einer Vorzugsrichtung) durch einen Leiter fließt.

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Elektrischer Strom fließt auf Grund von Spannungsunterschieden (Potentialunterschieden)  zwischen den Polen einer Spannungsquelle. Man spricht hier auch von Quellenspannung. Der Strom fließt über eine leitende Verbindung vom Pluspol durch die elektrischen Verbraucher (z.B. Glühlampe, Widerstand) zum Minuspol einer Spannungsquelle. In diesem Fall spricht man von der technischen Stromrichtung. Oft spricht man auch von der physikalischen Stromrichtung (oder Elektronenstromrichtung), die vom Minuspol zum Pluspol gerichtet ist und damit der technischen Stromrichtung entgegengesetzt ist.

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Der Spannungsunterschied gibt an, wie viel Energie notwendig gewesen ist, um die Ladungen  um den Potentialunterschied zu trennen, bzw. wie viel Energie frei wird, wenn der Ladungsunterschied (durch Stromfluss) wieder ausgeglichen wird. Die Potentialunterschiede werden immer durch äußere Energiezufuhr (z.B. bewegte magnetische Felder, chemische Reaktionen, Sonnenlicht, etc.) erzeugt und durch Stromfluss (Ladungsbewegung) wieder ausgeglichen.