Was ist elektrischer Strom? Bedingungen für das Vorhandensein von elektrischem Strom: Eigenschaften und Wirkungen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Elektrischer Strom ist eine elektrische Ladung in Bewegung. Es kann sich um eine plötzliche Entladung statischer Elektrizität handeln, wie z. B. durch einen Blitz. Oder es könnte ein kontrollierter Prozess in Generatoren, Batterien, Solar- oder Brennstoffzellen sein. Heute betrachten wir das eigentliche Konzept des „elektrischen Stroms“und die Bedingungen für die Existenz eines elektrischen Stroms.

Elektrische Energie

Der meiste Strom, den wir verbrauchen, kommt in Form von Wechselstrom aus dem Stromnetz. Es wird von Generatoren erzeugt, die nach dem Faradayschen Induktionsgesetz arbeiten, aufgrund dessen ein sich änderndes Magnetfeld einen elektrischen Strom in einem Leiter induzieren kann.

Generatoren haben rotierende Drahtspulen, die durch magnetische Felder laufenDrehung. Wenn sich die Spulen drehen, öffnen und schließen sie sich relativ zum Magnetfeld und erzeugen einen elektrischen Strom, der bei jeder Umdrehung die Richtung ändert. Der Strom durchläuft 60 Mal pro Sekunde einen vollen Zyklus vorwärts und rückwärts.

Generatoren können von Dampfturbinen angetrieben werden, die mit Kohle, Erdgas, Öl oder einem Kernreaktor beheizt werden. Vom Generator fließt der Strom durch eine Reihe von Transformatoren, wo seine Spannung ansteigt. Der Durchmesser der Drähte bestimmt die Menge und Stärke des Stroms, den sie führen können, ohne zu überhitzen und Energie zu verschwenden, und die Spannung wird nur dadurch begrenzt, wie gut die Drähte von der Erde isoliert sind.

Es ist interessant festzustellen, dass der Strom nur von einem Draht getragen wird, nicht von zwei. Seine beiden Seiten werden als positiv und negativ bezeichnet. Da sich die Polarität des Wechselstroms jedoch 60 Mal pro Sekunde ändert, haben sie andere Namen - heiß (Hauptstromleitungen) und geerdet (unterirdisch verlaufend, um den Stromkreis zu schließen).

Warum brauchen wir Strom?

Es gibt viele Verwendungsmöglichkeiten für Elektrizität: Sie kann Ihr Zuhause beleuchten, Ihre Kleidung waschen und trocknen, Ihr Garagentor öffnen, Wasser in einem Wasserkocher kochen und andere Haush altsgeräte mit Strom versorgen, die unser Leben so viel einfacher machen. Die Fähigkeit des Stroms, Informationen zu übertragen, wird jedoch immer wichtiger.

Bei der Verbindung mit dem Internet verbraucht ein Computer nur einen kleinen Teil des elektrischen Stroms, aber darauf verzichtet ein moderner Menschkann mir sein Leben nicht vorstellen.

Das Konzept des elektrischen Stroms

Wie ein Fluss, ein Strom von Wassermolekülen, ist ein elektrischer Strom ein Strom geladener Teilchen. Was ist die Ursache dafür und warum geht es nicht immer in die gleiche Richtung? Woran denken Sie, wenn Sie das Wort Flow hören? Vielleicht wird es ein Fluss sein. Das ist eine gute Assoziation, denn deshalb hat der elektrische Strom seinen Namen bekommen. Es ist dem Fluss von Wasser sehr ähnlich, nur dass sich anstelle von Wassermolekülen, die sich entlang des Kanals bewegen, geladene Teilchen entlang des Leiters bewegen.

Unter den Bedingungen, die für das Vorhandensein eines elektrischen Stroms notwendig sind, gibt es einen Punkt, der für das Vorhandensein von Elektronen sorgt. Atome in einem leitfähigen Material haben viele dieser freien geladenen Teilchen, die um und zwischen den Atomen schweben. Ihre Bewegung ist zufällig, sodass es keinen Fluss in eine bestimmte Richtung gibt. Was braucht es, damit elektrischer Strom existiert?

Zu den Bedingungen für das Vorhandensein von elektrischem Strom gehört das Vorhandensein von Spannung. Wenn sie an einen Leiter angelegt werden, bewegen sich alle freien Elektronen in die gleiche Richtung und erzeugen einen Strom.

Neugierig auf elektrischen Strom

Das Interessante ist, dass, wenn elektrische Energie mit Lichtgeschwindigkeit durch einen Leiter übertragen wird, sich die Elektronen selbst viel langsamer bewegen. In der Tat, wenn Sie gemächlich neben einem leitenden Draht gehen würden, wäre Ihre Geschwindigkeit 100-mal schneller alsElektronen bewegen sich. Dies liegt daran, dass sie keine großen Entfernungen zurücklegen müssen, um Energie aneinander zu übertragen.

Gleich- und Wechselstrom

Heute sind zwei verschiedene Stromarten weit verbreitet - direkt und alternierend. Im ersten bewegen sich die Elektronen in eine Richtung, von der "negativen" Seite zur "positiven" Seite. Der Wechselstrom schiebt die Elektronen hin und her und ändert dabei mehrmals pro Sekunde die Richtung des Flusses.

Generatoren, die in Kraftwerken zur Stromerzeugung eingesetzt werden, sind auf die Erzeugung von Wechselstrom ausgelegt. Sie haben wahrscheinlich nie bemerkt, dass das Licht in Ihrem Haus tatsächlich flackert, wenn sich die Stromrichtung ändert, aber es geschieht zu schnell, als dass es mit den Augen erkannt werden könnte.

Was sind die Voraussetzungen für die Existenz von elektrischem Gleichstrom? Warum brauchen wir beide Arten und welche ist besser? Das sind gute Fragen. Die Tatsache, dass wir immer noch beide Stromarten verwenden, deutet darauf hin, dass beide bestimmten Zwecken dienen. Bereits im 19. Jahrhundert war klar, dass eine effiziente Energieübertragung über große Entfernungen zwischen einem Kraftwerk und einem Haus nur mit sehr hohen Spannungen möglich ist. Aber das Problem war, dass das Senden von wirklich hoher Spannung für Menschen extrem gefährlich war.

Die Lösung für dieses Problem bestand darin, den Stress außerhalb des Hauses zu reduzieren, bevor man ihn nach drinnen schickte. Bis heute wird elektrischer Gleichstrom zur Übertragung großer Datenmengen verwendetEntfernung, hauptsächlich aufgrund seiner Fähigkeit, leicht in andere Spannungen umzuwandeln.

Wie elektrischer Strom funktioniert

Die Bedingungen für das Vorhandensein eines elektrischen Stroms umfassen das Vorhandensein geladener Teilchen, eines Leiters und einer Spannung. Viele Wissenschaftler haben Elektrizität untersucht und festgestellt, dass es zwei Arten davon gibt: statische und Strom.

Es ist die Sekunde, die im täglichen Leben eines jeden Menschen eine große Rolle spielt, da es sich um einen elektrischen Strom handelt, der durch den Stromkreis fließt. Wir verwenden es täglich, um unsere Häuser und mehr mit Strom zu versorgen.

Was ist elektrischer Strom?

Wenn elektrische Ladungen in einem Stromkreis von einem Ort zum anderen zirkulieren, wird ein elektrischer Strom erzeugt. Zu den Bedingungen für das Vorhandensein eines elektrischen Stroms gehört neben geladenen Teilchen auch das Vorhandensein eines Leiters. Meistens ist es ein Draht. Sein Stromkreis ist ein geschlossener Stromkreis, in dem Strom von einer Stromquelle fließt. Wenn der Stromkreis offen ist, kann er die Fahrt nicht beenden. Wenn beispielsweise das Licht in Ihrem Zimmer ausgesch altet ist, ist der Stromkreis offen, aber wenn der Stromkreis geschlossen ist, ist das Licht an.

Aktuelle Leistung

Die Bedingungen für das Vorhandensein eines elektrischen Stroms in einem Leiter werden stark von einer solchen Spannungseigenschaft wie Leistung beeinflusst. Dies ist ein Maß dafür, wie viel Strom über einen bestimmten Zeitraum verbraucht wird.

Es gibt viele verschiedene Einheiten, die verwendet werden könnenAusdruck dieser Eigenschaft. Die elektrische Leistung wird jedoch fast in Watt gemessen. Ein Watt entspricht einem Joule pro Sekunde.

Elektrische Ladung in Bewegung

Was sind die Bedingungen für die Existenz eines elektrischen Stroms? Es kann sich um eine plötzliche Entladung statischer Elektrizität handeln, wie z. B. einen Blitz oder einen Funken durch Reibung mit einem Wolltuch. Wenn wir jedoch von elektrischem Strom sprechen, meinen wir häufiger eine kontrolliertere Form von Elektrizität, die Lampen und Geräte zum Laufen bringt. Der größte Teil der elektrischen Ladung wird von den negativen Elektronen und positiven Protonen innerhalb des Atoms getragen. Letztere sind jedoch meist im Inneren von Atomkernen immobilisiert, sodass die Arbeit der Ladungsübertragung von einem Ort zum anderen von Elektronen erledigt wird.

Elektronen in einem leitfähigen Material wie einem Metall können sich entlang ihrer Leitungsbänder, die die höheren Elektronenbahnen sind, weitgehend frei von einem Atom zum anderen bewegen. Eine ausreichende elektromotorische Kraft oder Spannung erzeugt ein Ladungsungleichgewicht, das dazu führen kann, dass sich Elektronen als elektrischer Strom durch einen Leiter bewegen.

Wenn wir eine Analogie zum Wasser ziehen, dann nehmen wir zum Beispiel eine Pfeife. Wenn wir an einem Ende ein Ventil öffnen, um Wasser in das Rohr eintreten zu lassen, müssen wir nicht warten, bis sich das Wasser bis zum Ende des Rohrs vorgearbeitet hat. Wir bekommen fast sofort Wasser am anderen Ende, weil das einströmende Wasser das Wasser drückt, das sich bereits in der Leitung befindet. Das passiert, wenn im Draht ein elektrischer Strom fließt.

Elektrischer Strom: Bedingungen für die Existenz von elektrischem Strom

Elektrischer Strom wird normalerweise als ein Fluss von Elektronen angesehen. Wenn die beiden Enden der Batterie mit einem Metalldraht miteinander verbunden werden, fließt diese geladene Masse durch den Draht von einem Ende (Elektrode oder Pol) der Batterie zum gegenüberliegenden. Nennen wir also die Bedingungen für die Existenz eines elektrischen Stroms:

1. Geladene Teilchen.
2. Explorer.
3. Spannungsquelle.

Allerdings ist nicht alles so einfach. Welche Bedingungen sind für die Existenz eines elektrischen Stroms notwendig? Diese Frage lässt sich anhand folgender Merkmale genauer beantworten:

• Potentialdifferenz (Spannung). Dies ist eine der Voraussetzungen. Zwischen den beiden Punkten muss eine Potentialdifferenz bestehen, was bedeutet, dass die Abstoßungskraft, die von geladenen Teilchen an einem Ort erzeugt wird, größer sein muss als ihre Kraft an einem anderen Punkt. Spannungsquellen kommen in der Regel nicht in der Natur vor und Elektronen verteilen sich ziemlich gleichmäßig in der Umgebung. Trotzdem gelang es Wissenschaftlern, bestimmte Arten von Geräten zu erfinden, in denen sich diese geladenen Teilchen ansammeln können, wodurch die sehr notwendige Spannung erzeugt wird (z. B. in Batterien).
• Elektrischer Widerstand (Leiter). Dies ist die zweite wichtige Bedingung, die für die Existenz eines elektrischen Stroms notwendig ist. Dies ist der Weg, auf dem sich geladene Teilchen bewegen. Als Leiter fungieren nur Materialien, die Elektronen eine freie Bewegung ermöglichen. Die gleichen beidie diese Fähigkeit nicht haben, nennt man Isolatoren. Beispielsweise ist ein Metalldraht ein hervorragender Leiter, während seine Gummiummantelung ein hervorragender Isolator ist.

Nachdem die Menschen die Bedingungen für die Entstehung und Existenz von elektrischem Strom sorgfältig studiert hatten, waren sie in der Lage, dieses mächtige und gefährliche Element zu zähmen und es zum Wohle der Menschheit zu lenken.