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2.1 Ladung, Zeit, Strom


Die grundlegende Größe der Elektrizitätzlehre ist die elektrische Ladung Q. Sie wird in Coulomb (C) gemessen. Ein Coulomb ist etwa soviel Ladung, wie in zehn Sekunden durch eine kleine Glühlampe fließt. Jedes Elektron und jeder Atomkern besitzt eine bestimmte, sehr kleine Ladung. Ein Elektron hat die Ladung Q=1,6*10E-19 C (0,00000000000000000016 C). An elektrischen Vorgängen sind daher immer sehr viele Elektronen beteiligt.
Der elektrische Strom ist eine Bewegung elektrischer Ladung. Man kann daher die Frage stellen: Wieviel Ladung Q bewegt sich in einer bestimmten Zeit t durch einen Draht. Wenn viel Ladung in kurzer Zeit fließt, beobachtet man einen großen Strom. Die Stromstärke I wird daher so definiert:

Die Stromstärke I wird in Ampere (A) gemessen. Kleinere Ströme misst man in Milliampere (mA). 1000 mA ist gleich 1 A. Noch viel kleinere Ströme gibt man in Mikroampere (µA) an. 1000µA = 1 mA.

Strom und Ladung im Stromkreis (Anwendung: Batterielampen)

Meist ist es einfacher die Stromstärke zu messen als die Ladung. Man kann die Ladung aus der Stromstärke und der Zeit berechnen, indem man die obige Formel umstellt. Es soll z.B. berechnet werden, welche Ladung insgesamt von einer Akkuzelle mit den Daten 1,2V/500mAh bewegt werden kann. Ein Strom von 0,5A wird eine Stunde lang, also für 3600 Sekunden, aufrechterhalten. In dieser Zeit bewegt sich die Ladung:

Für die gesamte Ladung von 1800C müssen etwa 10E22 Elektronen bewegt werden (in Ziffern ausgeschrieben: 10000000000000000000000).

YouTube-Kurzvortrag: Ladung und Stromstärke