Strom
Englisch: current
Abkürzung für elektrischer Strom.
Strom: der Fluss von Elektronen durch einen Leiter
Elektrischer Strom ist die Bewegung von Ladungsträgern, typischerweise Elektronen, durch ein leitendes Material. Er wird in Ampere (A) gemessen, wobei ein Ampere den Fluss von einer Coulomb Ladung pro Sekunde darstellt. Strom ist die grundlegende Größe, die in elektrischen Systemen Arbeit verrichtet: Er heizt Widerstände, treibt Motoren an, versorgt Steuerkreise und überträgt Energie von der Quelle zur Last.
Der Strom fließt je nach Konvention in zwei konzeptionellen Richtungen. Konventioneller Strom, der Standard in der Industrie, fließt von den positiven zu den negativen Anschlüssen durch externe Stromkreise. Elektronenfluss, die physikalische Realität, fließt in die entgegengesetzte Richtung. Die meisten Berechnungen und Schaltpläne verwenden konventionellen Strom, daher ist die Unterscheidung hauptsächlich beim Verständnis des Halbleiterverhaltens oder beim Lesen historischer Texte relevant.
Gleich- und Wechselstrom: Die zwei Modi
Gleichstrom (DC) fließt in eine Richtung mit konstanter Größe, typisch für batteriebetriebene Geräte und moderne Leistungselektronik. Wechselstrom (AC) kehrt die Richtung periodisch um, üblicherweise 50 Hz oder 60 Hz in industriellen Stromversorgungssystemen. AC wird über lange Strecken effizienter übertragen als DC, dank der Transformatortechnik. Die meisten Industriemaschinen verwenden AC-Motoren, wobei moderne Antriebe intern zu DC umwandeln für Steuerung und Effizienz.
Strom durch einen Leiter trifft auf Widerstand und erzeugt nach dem Joule-Gesetz Wärme: Die dissipierte Leistung entspricht dem Strom im Quadrat mal Widerstand (P = I²R). Dies begrenzt, wie viel Strom durch einen Draht fließen kann, ohne dessen Isolierung oder den Leiter selbst zu schmelzen. Drahtquerschnitt, Isolationstyp und Umgebungstemperatur bestimmen alle die sichere Stromtragfähigkeit, angegeben in Ampacity-Werten.
In Drehstromsystemen fließen drei separate Ströme durch drei Leiter, jeweils um 120 Grad zeitversetzt. Dies ist der Standard für industrielle Stromverteilung, weil er konstanten Stromfluss, ausgewogene Belastung und effiziente Motoroperation bietet. Einphasenstrom, üblich in kleineren Geräten und Hausversorgung, erfordert andere Stromkreisanalyse und führt zu pulsierender Leistungsabgabe.