Ohmsches Gesetz – Elektrotechnik

Die elektrische Ladung oder auch Elektrizitätsmenge ist eine der wichtigsten Größen in der Wissenschaft der Physik. Angegeben wird die elektrische Ladung gemäß dem internationalen Einheitensystem in der Einheit Coulomb. Abgeleitet vom lateinischen Wort Quantum wird die elektrische Ladung oft auch mit dem Formelzeichen Q oder q angegeben. Die elektrische Ladung ist eine Eigenschaft und außerdem ein Spezialfall des physikalischen Ladungsbegriffs. Wenn eine Verwechslung ausgeschlossen ist, dann wird anstatt von elektrischer Ladung meistens einfach nur von Ladung gesprochen, um das Ganze zu vereinfachen.

Alle elektrisch aufgeladenen Teilchen unterliegen der elektromagnetischen Wechselwirkung. Diese gehört zu den vier Grundkräften der Physik. Die Kräfte, welche zwischen den elektrischen Ladungen wirken sorgen dafür, dass Atome, Moleküle und Festkörper zusammen haften. Außerdem sorgen diese besonderen Kräfte auch für den elektrischen Strom und für Phänomene wie Gewitter.

In einem abgeschlossenen System ist die Summe der elektrischen Ladungen unveränderlich. Elektrische Ladung setzt sich aus verschiedenen Arten der Ladung zusammen. Von den Bausteinen der Atome tragen Proton und Elektron die Ladungen +e und –e. Das Neutron besitzt keine elektrische Ladung.
Eine sehr eindrucksvolle und beispielhafte Folge von elektrischer Ladung sind Gewitter. Hierbei handelt es sich um Blitze, die durch Reibungselektrizität entstehen. Normalerweise ist die Luft ein Isolator. Allerdings kommt es durch zu große Aufladungen dann zu Durchschlägen dieses Isolators. In den Blitzen kommt es zu einem schlagartigen Ladungsaustausch, der dann auch sichtbar wird. Eigentlich hat der Mensch kein besonderes Sinnesorgan, mit dem man die elektrische Ladung wahrnehmen kann. Elektrische Ladung kann vom Menschen demnach nur indirekt wahrgenommen werden, wenn durch Ladungsausgleich Strom durch den Körper fließt. Zu diesen Wahrnehmungen gehören kleine Stromschläge, wenn Reibungselektrizität durch Kleidung entsteht, wenn man über einen Teppich geht und hinterher an eine Türklinke fasst. Auch kann elektrische Ladung ziehende Schmerzen an einem Zahnnerv hervorrufen, wenn sich im Mund entsprechende Metalle berühren. Dies passiert zum Beispiel, wenn Amalgam und Aluminium zusammen kommen. Auch hier wird elektrische Ladung dann vom Menschen wahrgenommen.

Gegenstände die elektrische Ladung aufweisen können sich aber auch auf anderen Wegen bemerkbar machen. Ein gutes Beispiel hierfür sind Verpackungsmaterialien, welche sich scheinbar von alleine zu bewegen scheinen. Hierhinter steckt physikalisch betrachtet die Anziehung und Abstoßung der Teilchen, welche durch verschiedene oder gleiche elektrische Ladung entsteht. Gleichartig geladene Teilchen stoßen sich hierbei hab, Teilchen mit verschiedener elektrischer Ladung ziehen sich gegenseitig an.

Die Geschichte der elektrischen Ladung und ihrer Entdeckung geht schon sehr weit zurück. Erste Aufzeichnungen über die elektrische Ladung gibt es schon aus dem Jahre 550 v.Chr. als Thales von Milet entsprechende Experimente durchführte. Unter anderem stellte er fest, dass Bernstein eine anziehende Wirkung auf Federn haben kann, wenn er vorher an einem trockenen Fell gerieben wurde. Im 13. Jahrhundert wurden diese Experimente von Wiliam Gilbert fortgesetzt, der herausfand, dass auch andere Stoffe durch Reibung mit elektrischer Ladung versehen werden können. Er führte auch den Begriff „electrica“ für Erscheinungen ein, die er im Zusammenhang mit Bernstein entdeckte. Später wurde diese Bezeichnung als Elektron für den Träger negativer elektrischer Ladung verwendet.

Wegen seiner Arbeiten gilt Gilbert heute als Begründer der Elektrizitätslehre. Er unterschied als erster zwischen elektrischer und magnetischer Anziehung und hat so auch in Sachen elektrische Ladung einige Meilensteine gesetzt. Weitere wichtige Erkenntnisse erzielte später Otto von Guericke. Er beschäftigte sich vor allem mit statischer Elektrizität und konnte so unter anderem herausfinden, dass sich Gegenstände mit gleicher elektrischer Ladung abstoßen, während solche mit verschiedener elektrischer Ladung sich gegenseitig anziehen. Maßgeblich für den Begriff der elektrischen Ladung war der bekannte Forscher Benjamin Franklin. Er führte den Begriff Ladung ein, zuvor musste stets von Körpern gesprochen werden, die in einen elektrischen Zustand versetzt worden sind. Er bewies auch die Existenz zweier verschiedener Arten der elektrischen Ladung.