Entwurf und Faktensammlung, weder Vollständig noch auf Fehler und Vollständigkeit überprüft
Was ist elektrischer Strom?
Aufbau von Atomen
Atome bauen sich aus drei Elementarteilchen auf:
- Protonen
- Neutronen
- Elektronen
Protonen und Neutronen bilden den Kern, Elektronen befinden sich in der Hülle um.
Kern Rutherford, 3000stel Radius des Atomkerns. Wirkungsradius größer als die tatsächliche Größe des Kerns (Alphateilchen positive Ladung, Kern Gold positive Ladung). Beschuss mit Alphateilchen (Heliumkernen). Materie besteht im Wesentlichen aus einer Elektronenwolke. Rutherfordexperiment gibt keinen Aufschluss darüber wo in welcher Form Elektronen an den Atomkern gebunden sind.
Neutronen zerfallen mit einer Halbwertzeit von 10 Minuten zu Protonen, Neutronen werden allerdings in der Umgebung meist vorher eingefangen. Für die Betrachtung in Elektrizität spielen sie keine Rolle, da sie keine Ladung tragen.
Es gibt zwei Ladungen
- negative Ladung (Elektonen)
- positive Ladung (Protonen)
Die Ladungen sind im normalfall innerhalb eines Stoffes ausgeglichen, es gibt genau soviele Elektronen wie Protonen in Atomen und Molekülen. Die Protonen bilden zusammen mit den ladungsneutralen Neutronen den Kern, Elektronen umkreisen diesen.
Metalle
Bindung von Atomen zu Molekülen oder Metallgittern benötigt die Elektronen, allerdings zum Teil nicht alle.
Elektronengas
Metalle transportieren einen Strom durch bewegliche Elektronen. Elektronengas.
Entartetes Elektronengas in Endphase des Lebenszyclus von Sternen.
Supraleitfähigkeit
Anwendung
Geschichte
Wechselstrom
Gleichstrom
Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ)
Kennzahlen
Stromstärke I
A (Ampère)
Ladung pro Zeit
Elektrische Ladung Q
1 A s = 1 C (Coulomb)
Maß für die Anzahl der Ladungen.
Eine Eigenschaft von Ladungstragern mit positiven oder negativen Wert
Elementarladung e0 = 1,60219 . 10-19 A.s
Couloumb-Kraft
Eine elektrische Ladung ist von einem elektrischen Feld umgeben.
Ein elektrisches Feld (\vec{E}) ist ein Raumzustand, in dem auf eine zweite elektrische Ladung (q) eine Coulomb-Kraft (\vec{F}_c) ausgeübt wird:
\vec{F}_c = q \cdotp \vec{E}elektrisches Potiential
Driftgeschwindigkeit
Die Größe \mu wird Beweglichkeit genannt
Die Driftgeschwindigkeit liegt im Bereich weniger 1/10 Millimeter pro Sekunde, abhängig vom Strom