Das Ampere ist die SI-Einheit für die elektrische Stromstärke

Das Ampere ist die SI-Einheit für die elektrische Stromstärke
Die elektrische Stromstärke wird weltweit in der Si-Basiseinheit Ampere
gemessen, Ampere ist auch in Deutschland die gesetzliche Einheit des Stroms
Die elektrische Stromstärke wird nach dem nahezu weltweit geltenden SI-Einheitensystem in
der Einheit Ampere mit dem Einheitenzeichen A angegeben. Die international übliche
Abkürzung SI ergibt sich aus der französischen Bezeichnung Système International d’Unités.
Ampere ist eine von sieben Basiseinheiten des SI-Einheitensystems.
In Deutschland ist das Ampere eine gesetzliche Einheit, deren Verwendung im geschäftlichen
und im amtlichen Verkehr obligatorisch ist. Dies ergibt sich aus der Einheitenverordnung
(EinhVO), die auf der Grundlage des Gesetzes über die Einheiten im Messwesen und die
Zeitbestimmung, kurz Einheiten- und Zeitgesetz (EinhZeitG), vom zuständigen Bundesminister
für Wirtschaft erlassen wurde.
Die aktuelle Definition für das Ampere ist zur Reform vorgemerkt
Nach der seit 1946 geltenden internationalen Definition wird das Ampere mit den Einheiten
Kilogramm, Meter und Sekunde verknüpft. Das Verbindungsglied zwischen der elektrischen
Einheit und den Einheiten der Mechanik ist die Kraft, die von einem Magnetfeld ausgeht, das
regelmäßig bei Stromfluss durch einen festen Leiter auftritt. In der SI-Definition des Ampere
wird von 2 parallelen, geradlinigen, unendlich langen Leitern mit vernachlässigbar kleinem,
kreisförmigem Querschnitt ausgegangen, die im Vakuum im Abstand von 1 Meter voneinander
angeordnet sind. Wenn ein konstanter elektrischer Strom durch diese Leiter fließt und dadurch
je 1 Meter Leiterlänge eine Kraft von 0,2 Mikronewton zwischen diesen Leitern hervorgerufen
wird, hat der Strom die Stärke 1 Ampere. Wegen der Ungenauigkeiten, die sich aus der
komplizierten Messtechnik für einen geeigneten Messversuch zur Darstellung des Ampere
sowie aus der Verwendung der in der Einheit Newton enthaltenen Einheiten Kilogramm, Meter
und Sekunde ergeben, wird von den Experten des Messwesens erwogen, die bisherige
Definition des Ampere durch eine Beziehung zu Fundamentalkonstanten wie der elektrischen
Elementarladung zu ersetzen.
Physikalisch betrachtet handelt es sich bei dem elektrischen Strom um den Transport
elektrischer Ladungen. Dieser Ladungstransport wird in einem festen Leiter wie einem
Kupferdraht durch freie Elektronen bewirkt. Verursacher des elektrischen Stroms ist eine
elektrische Spannung in dem betreffenden Stromkreis. In einem Nicht-Leiter wie der
Kunststoffisolierung des Kupferdrahtes sind keine freien Elektronen vorhanden, so dass dort
keine Ladung transportiert werden kann.
Die Benennung Ampere verweist auf den französischen Naturwissenschaftler Ampère, der
bereits im ersten Drittel des 19. Jahrhunderts in Paris grundlegende Forschungen zur
Beziehung zwischen Elektrizität und Magnetismus unternahm. Daran anknüpfend wird auch
ein Messgerät zur Ermittlung der Stromstärke umgangssprachlich als Amperemeter
bezeichnet.
Stromstärke und Gefahren des Stromes
In der Technik sind elektrische Ströme unterschiedlicher Stärke gebräuchlich, so dass bei
Bedarf die SI-Vorsätze zur Wahl des nach DIN 1301 zweckmäßigen Vielfaches oder Teils der
Einheit zu nutzen sind. Soll vorwiegend elektrische Energie genutzt werden, liegen die
Stromstärken etwa im Bereich Ampere und Kiloampere, dieser Bereich wird daher
umgangssprachlich als Starkstromtechnik bezeichnet. Kommt es vorwiegend auf
Informationsübertragung durch niedrige Ströme an, liegen die Stromstärken im Bereich
Milliampere und Mikroampere, daraus resultiert die umgangssprachliche Bezeichnung
Schwachstromtechnik.
Die Stärke des elektrischen Stroms ist von der Leistungsaufnahme eines betriebenen Gerätes
und der anliegenden Spannung abhängig. Sie beträgt in privaten Haushalten je nach Gerät
etwa 10 mA bis 10 A. Die einzelnen Stromkreise sind in privaten Haushalten mit jeweils 16 A
abgesichert. Leider ermöglicht der elektrische Strom nicht nur den Betrieb der verschiedenen
elektrischen Geräte, sondern er ist, je nach Stärke der anliegenden Spannung, bei Berührung
lebensgefährlich für Menschen und Tiere. Auch können elektrische Kurzschlüsse Brände und
somit Sachschäden hervorrufen. Arbeiten an der Hausinstallation dürfen daher aus
Sicherheitsgründen nur von Elektrofachkräften ausgeführt werden.
Literatur- und Quellenhinweise
Gesetz über die Einheiten im Messwesen und die Zeitbestimmung (Einheiten- und Zeitgesetz
EinhZeitG)
Ausführungsverordnung zum Gesetz über die Einheiten im Messwesen und die
Zeitbestimmung (Einheitenverordnung EinhV)
DIN 1301-1: 2010-10: Einheiten: Einheitennamen, Einheitenzeichen
Physikalisch-Technische Bundesanstalt: Das Internationale Einheitensystem (SI). Sonderdruck
PTB-Mitteilungen 117 (2007) 2. Bremerhaven 2007
Autor:
Prof. Dr. Karl-Heinz Mintken VDI
Dipl.-Ing. Dipl.-Päd.
Freier Wissenschaftler
Cloppenburger Str. 458
26133 Oldenburg