L-stro

Lerninhalt: GRUNDLAGEN ELEKTROTECHNIK
Elektrische Grundgrößen
Gleichstrom
Strom, Stromstärke
Woran denken sie wenn sie das Wort Strom hören? Denken sie an einen Fluss? Bei einem Fluss strömt das Wasser von Berg zu Tal. Das Wasser
bildet Strudel und Turbulenzen, es treibt in allen Richtungen. Es bewegt sich stellenweise langsam und dann wieder schnell, aber der Fluss
fließt beständig von der Schwerkraft getrieben vom höheren Potential zum niederen Potential.
Was ist elektrischer Strom? Anstelle der Wassertropfen denken sie sich frei bewegliche Ladungsträger (Elektronen, Ionen oder
Defektelektronen) und das Potentialgefälle ist nichts anderes als die elektrische Spannung U.
Elektrischer Strom ist die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern in einer Vorzugsrichtung.
Die gerichtete Bewegung kommt durch die Kraftwirkung eines elektrischen Feldes auf bewegliche Ladungsträger zustande.
In metallischen Leitern strömen Elektronen. In Flüssigkeiten und Gasen strömen Elektronen und Ionen.
Die technische Stromrichtung ist vom Pluspol zum Minuspol definiert. Negative Ladungsträger (Elektronenstrom)
fließen vom Minuspol zum Pluspol. Positive Ladungsträger (Löcherstrom) fließen vom Pluspol zum Minuspol.
Bewegung der Elektronen in einem elektrischen Leiter:
Ohne wirksamer Spannung (El. Feld)
Mit wirksamer Spannung (El. Feld)

vDr
Bild oben links: Ungerichtete Temperaturbewegung ohne
äußere Spannung. Das Elektron springt im Atomgefüge
von einem Atom zum anderem und kommt wieder auf seine
Ausgangsposition zurück. Die Ladungsträger verteilen sich
gleichmäßig im gesamten Leiter. Es ist an den Enden des
Leiters keine Spannung zu messen.
Bild oben rechts: Der ungerichteten Temperaturbewegung ist auf Grund
eines elektrischen Feldes E eine Driftbewegung überlagert. Die Elektronen
springen im Atomgefüge des Leiters mehr in Richtung Minuspol, als in
Richtung Pluspol. Die gerichtete Bewegung der Elektronen wird durch die
elektrische Spannung U aufrecht gehalten. Die Driftgeschwindigkeit vDr
zum positiven Pol hin ist von der Feldstärke E und damit von der Spannung
U abgängig.
Elektrische Leiter können Ladungen transportieren. Werden die beiden Pole mit einem elektrischen Leiter (Verbraucher)
verbunden, werden die Ladungsträger von einem Pol, durch den Leiter, zum anderen Pol transportiert. Es fließt elektrischer
Strom. Die elektrische Spannung (Potentialunterschied) ist die Ursache, der elektrische Strom die Folge. Elektrischer Strom
ist durch seine Wirkungen erkennbar. El. Ströme sind z.B. stets von Magnetfeldern umgeben. Deren Kraftwirkung kann zur
messtechnischen Erfassung der Stromstärke herangezogen werden. Die Stromstärke ist umso größer, je größer die in der
Zeiteinheit durch einen Querschnitt transportierte Ladung ist.
Das Formelzeichen des Stromes ist I.
Die Einheit des Stromes ist das Ampere (A). Es gilt: 1A = 1C/1s.
Bei einem Strom von 1Ampere werden in der Sekunde 6,24·1018 Elementarladungen (die Ladungsmenge von einem
Coulomb) durch einen Querschnitt bewegt.
Laut Gesetz über Einheiten im Messwesen ist definiert:
Die Basiseinheit 1Ampere (Einheitenzeichen: A) ist die Stärke eines zeitlich unveränderlichen elektrischen
Stromes, der durch zwei im Vakuum parallel im Abstand 1Meter voneinander angeordnete, geradlinige,
unendlich lange Leiter von vernachlässigbar kleinem Querschnitt fließend, zwischen diesen Leitern je Abstand
1Meter Leiterlänge die Kraft 2·10–7 Newton hervorrufen würde.
Aus der Einheit 1Ampere können dezimale Vielfache oder Teile gebildet werden.
Beispiele: 1kA = 103A, 1mA = 10–3A, 1A = 10–6A.
Die Definition der Stromstärke gilt für Gleichströme. Soll ein Strom gemessen werden der kein Gleichstrom ist, muss mit einem geeigneten
Messgrößenumformer der zu messende Wechselstrom in einen der Messabsicht äquivalenten Gleichstrom umgeformt werden. Wechselgrößen sind daher
über entsprechende Gleichrichtwerte, Mittelwerte oder Wärmeäquivalente (Quadratischer Mittelwert) definiert.
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13.05.2016 18:49
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