Physik 8 · Elektrizitätslehre

Was ist Stromstärke?

In einer Leitung aus Metall wandern Elektronen. Schneide die Leitung in Gedanken durch: Die Schnittfläche heißt Querschnitt. Die Stromstärke I sagt, wie viel Ladung in jeder Sekunde durch diesen Querschnitt wandert. Hier zählst du selbst nach. Ein Punkt im Bild steht für die Ladung 1 C (ein Coulomb). Das ist die Ladung von etwa 6,2 · 10¹⁸ Elektronen.

So gehst du vor

1Stelle das Tempo und den Querschnitt der Leitung ein und sieh zu, wie die Punkte wandern.
2Wähle eine Zeit und starte die Zählung. Der Zähler zählt, wie viele Punkte durch den Querschnitt gehen.
3Übernimm die Zeit t und die Ladung Q in die Tabelle. Zähle auch mit anderen Zeiten.
4Berechne die Ladung je Sekunde. Prüfe dein Ergebnis erst dann mit dem Strommesser.

Zähler

0 C

Stoppuhr

0,0 s

Gezeigt sind die Elektronen. Sie sind negativ geladen und wandern vom Minuspol durch die Lampe zum Pluspol. Die technische Stromrichtung (rot) zeigt genau andersherum, von Plus nach Minus. Man hat sie festgelegt, bevor man die Elektronen kannte. Für die Stromstärke spielt das keine Rolle: Gezählt wird in beiden Fällen, wie viel Ladung durch den Querschnitt geht.

Tempo der Ladungen

4 von 8

Querschnitt der Leitung

Wo schaust du hin?

Zählzeit t

Wie hängt die Ladung Q von der Zeit t ab?

Ändere während einer Messreihe weder das Tempo noch den Querschnitt. Die Zählung streut etwas, weil die Punkte nicht genau gleich weit auseinander liegen und nicht immer gerade einer am Querschnitt steht, wenn die Zählung beginnt.

Nr.	Zeit t in s	Ladung Q in C

Die Definition

I = QtStromstärke = LadungZeit

Die Einheit ist 1 A (ein Ampere): 1 A = 1 C1 s. Eine Stromstärke von 1 A heißt also: In jeder Sekunde wandert 1 C durch den Querschnitt.

Im Bild geht alles viel schneller als in Wirklichkeit. Bei 1 A in einem Kupferdraht mit 1 mm² Querschnitt wandern die Elektronen nur etwa 0,07 mm in jeder Sekunde. Die Lampe leuchtet trotzdem sofort, denn die Leitung ist von Anfang an voller Elektronen, und alle setzen sich gleichzeitig in Bewegung.

Aufträge

Tippe auf „ein Punkt je Sekunde“ und zähle 10 s lang. Wie groß ist die Ladung? Berechne die Stromstärke.
Verdopple das Tempo und zähle noch einmal. Stelle das Tempo zurück und wähle die mittlere Leitung. Was ändert sich jeweils? Nenne zwei Wege, die Stromstärke zu verdoppeln.
Zähle bei festen Einstellungen 2 s, 5 s, 10 s und 20 s lang. Was fällt dir im Diagramm auf? Warum ist eine lange Zählung genauer als eine kurze?
Zähle vor und hinter der Lampe. Vergleiche. Werden in der Lampe Ladungen verbraucht?
Wähle Strom X und bestimme die Stromstärke. Löse erst danach auf.
Durch eine Lampe fließt ein Strom von 0,5 A. Wie viel Ladung geht in einer Minute durch sie hindurch?
Durch eine Leuchtdiode fließen 20 mA. Wie lange dauert es, bis 1 C durch sie gewandert ist?