Ohmsches Gesetz – Elektrotechnik

Als elektrischen Strom bezeichnet man das Fließen von Ladungsträgern. Diese Ladungsträger können sowohl Elektronen als auch Ionen sein. Die Ladungsträger können nur in einem Stoff oder einem Vakuum fließen. Ionen sind positiv geladene und Elektronen negativ geladene Teilchen. In einem Versuch lässt sich zeigen, wie elektrischer Strom fließt:

Man benötigt eine Batterie, zwei Kupferdrähte und eine Glühbirne. Ein Kupferdraht wird mit dem einen Ende an dem Pluspol der Batterie befestigt sowie mit dem anderen Ende an der Glühbirne. Der zweite Kupferdraht wird an den Minuspol der Batterie befestigt und mit dem anderen Ende auch an der Glühbirne. Nach der Befestigung der Drähte an den Plus- und Minuspolen sowie an der Glühbirne beginnt die Glühbirne, zu leuchten.
Die Kupferdrähte sind der Stoff, über die sich die Ladungsträger, nämlich die Ionen und Elektronen bewegen können. Durch den geschlossenen Kreislauf kann der elektrische Strom fließen und die Glühbirne zum Leuchten bringen. Wird dieser Stromkreislauf unterbrochen, hört die Glühbirne aus zu leuchten. Um nachzuweisen, dass ein Stromkreis für elektrischen Strom notwendig ist, entfernt man einen der beiden Kupferdrähte von der Batterie. Hierbei kann man den Draht vom Plus- oder vom Minuspol der Batterie entfernen. Der Effekt ist der gleiche, nämlich dass der Stromkreis unterbrochen wird, der elektrische Strom nicht mehr fließen kann und die Glühbirne nicht mehr leuchtet. Dieser Versuch zeigt, dass ein Stromkreis geschlossen sein muss, damit elektrischer Strom fließen kann und Geräte wie Wasserkocher, Radio oder Leuchtmittel mit elektrischem Strom versorgt und betrieben werden können.

Man benötigt drei Komponenten, nämlich eine Stromquelle, einen Stromverbraucher und einen geschlossenen Leiterkreislauf. Nur mit diesen drei Komponenten kann elektrischer Strom fließen. In dem oben genannten Beispiel stellt sich das wir folgt dar: Die Stromquelle ist die Batterie, der Stromverbraucher ist die Glühbirne und der geschlossene Leiterkreislauf sind die mit den Plus- und Minuspolen sowie mit der Glühbirne verbundenen Kupferdrähte. Der elektrische Strom, der durch die Batterie über die Kupferdrähte zur Glühbirne übertragen wird und diese zum Leuchten bringt, fließt vom Minus- zum Pluspol. Diesen Fluss des elektrischen Stroms bezeichnet man auch als Gleichstrom.

Neben dem Gleichstrom gibt es auch den sogenannten Wechselstrom. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Pole wechseln. Der Pluspol wird zum Minuspol und umgekehrt. Diesen Wechselstrom kann man mittels eines Dynamos von einem Fahrrad beobachten. Der Strom im Dynamo wird erzeugt, indem man in die Pedale tritt und sich die Räder des Fahrrads bewegen. Durch die Bewegung des Rades wird der elektrische Strom erzeugt. Der Dynamo hat keinen festgelegten Plus- oder Minuspol. Bei der Bewegung des Rades wird in dem einen Moment der Plus- zum Minuspol und umgekehrt.
Dieses Prinzip des Wechselstroms findet man auch bei dem elektrischen Strom aus der heimischen Steckdose. Der elektrische Strom stammt von Kraftwerken, der wiederum auch mit einem Dynamo hergestellt wird. Das Prinzip von wechselndem Minus- und Pluspol dieses Dynamos, den ein Kraftwerk verwendet, ist das gleiche wie beim Dynamo am Fahrrad, nur dass die Dynamos in einem Kraftwerk sehr viel größer sind.

Die Stromstärke von elektrischem Strom kann unterschiedlich hoch sein. Die Stromstärke ist abhängig von der Stromquelle. Nimmt man eine stärkere Batterie für den Versuch zum Nachweis von einem geschlossenen Stromkreislauf wird man feststellen, dass die Glühbirne heller leuchten wird. Die Stromstärke von elektrischem Strom gibt an, wie viel Strom durch einen Leiter wie den Kupferdrähten fließt.
Die Formel zur Berechnung der Stromstärke lautet I = Q/t. I ist die Stromstärke, Q ist die Höhe der Ladungsmenge und t ist die Zeit, in der sich die Ladungsmenge durch den Leiter bewegt. Angegeben wird die Stromstärke in Ampere.