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Strom

Was ist elektrischer Strom?

Elektrischer Strom ist der Transport elektrischer Ladung. Dieser Transport erfolgt hauptsächlich durch die Bewegung von Elektronen durch Leiter und Halbleiter unter dem Einfluss einer Potentialdifferenz.

Was ist elektrischer Strom?

Im Bereich der Elektrizität verursacht die Bewegung von Ionen in einem Elektrolyten oder Plasma auch einen elektrischen Strom. In all diesen Fällen erfolgt der Transport der Fracht durch die Bewegung elektrischer Ladungen. Zusätzlich wird ein elektrischer Strom auch als Änderung des elektrischen Flusses erzeugt, beispielsweise zwischen den Platten eines Kondensators während des Ladens und Entladens, ohne die Ladungsträger zu bewegen.

Richtung und Stärke des elektrischen Stroms

In verdünnten Gasen, Elektrolytlösungen und geschmolzenen Elektrolyten bewegen sich die positiven und negativen Ionen in entgegengesetzte Richtungen. In einem Metallleiter bewegen sich negativ geladene freie Elektronen vom negativen Pol (Elektronenüberschuss und damit von niedrigerem Potential) zum positiven Pol (Elektronenmangel mit höherem Potential).

Traditionell wird elektrischer Strom als Verschiebung der positiven Ladung ausgedrückt. Als man erfuhr, dass elektrischer Strom im Allgemeinen durch Elektronen verursacht wird, die sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen, wurde dem Elektron per Definition eine negative Ladung zugewiesen. Die alte Definition der Strömungsrichtung blieb daher in Kraft.

Stromstärke

Elektrischer Strom wird normalerweise mit dem Buchstaben I (für die Stromstärke) angezeigt und kann als Verschiebung der elektrischen Ladung pro Zeiteinheit beschrieben werden, dh in Coulomb (C) pro Sekunde (n).

Für einen konstanten Kraftstrom:

Was ist elektrischer Strom?

wo:

  • I ist der elektrische Strom wird in Ampere (A) ausgedrückt.
  • t die betrachtete Zeit, ausgedrückt in Sekunden.
  • Q die Zeit t der bewegten elektrischen Ladung, ausgedrückt in Coulomb (C).

Die Intensität des elektrischen Stroms wird in Ampere gemessen (Symbol: A) und wird informell analog zur Spannung der elektrischen Spannung auch als Stromstärke bezeichnet.

Wie wird der Strom gemessen?

Die am häufigsten verwendeten Geräte zur Messung eines elektrischen Stroms sind:

  • Amperímetro.
  • Zangenmesser.

Was ist elektrischer Strom?Ein Amperemeter misst den elektrischen Strom. Das Amperemeter ist in Reihe mit dem zu messenden Stromkreis geschaltet. Um den zu messenden Stromkreis nicht zu stark zu beeinflussen, sollte das Gerät den geringstmöglichen Spannungsverlust verursachen.

Eine andere Methode zur Messung des elektrischen Stroms ist eine Stromklemme oder eine Stromklemme.

Eine Amperemeter-Klemme ist ein Messinstrument für Wechselstrom, das als Klemme ausgelegt ist, die um einen stromführenden Leiter geklemmt wird. Bei Klemmen induziert das um das leitende Material erzeugte Magnetfeld einen Strom, der ein Maß für den Strom ist, der durch den angeschlossenen Leiter fließt.

Welche Arten von elektrischen Strömen gibt es?

Die verschiedenen Stromarten sind wie folgt:

  1. Gleichstrom.
  2. Wechselstrom.
  3. Sinusstrom.
  4. Quasistationärer Strom.
  5. Hochfrequenter elektrischer Strom.
  6. Wirbelstrom.
  7. Einphasenstrom.
  8. Dreiphasenstrom.

Gleichstrom

Gleichstrom ist ein Strom, dessen Richtung und Größe sich im Laufe der Zeit nicht ändern.

Der von den Solarmodulen in einer Photovoltaik-Solaranlage bereitgestellte Strom wird in Gleichstrom gewonnen.

Wechselstrom

Wechselstrom ist ein elektrischer Strom, der sich über die Zeit ändert.

Jeder Strom, der nicht konstant ist, würde in diese Klassifizierung fallen. Wechselrichter in einer Photovoltaik-Solaranlage sind dafür verantwortlich, den durch den Photovoltaikeffekt gewonnenen Strom in Wechselstrom umzuwandeln.

Sinusstrom

Sinusstrom ist ein periodischer elektrischer Strom, der eine sinusförmige Funktion der Zeit ist. Unter den Wechselströmen ist der Hauptstrom der Hauptstrom, dessen Wert gemäß einem Sinusgesetz variiert. In diesem Fall ändert sich das Potential jedes Endes des Leiters in Bezug auf das Potential des anderen Endes des Leiters abwechselnd vom  positiven zum negativen Pol und ändert die Richtung, wobei alle Zwischenpotentiale (einschließlich des Nullpotentials) durchlaufen werden.

Das Ergebnis ist ein Strom, der die Richtung kontinuierlich ändert: Wenn er sich in eine Richtung bewegt, nimmt er zu und erreicht ein Maximum, das als Amplitudenwert bezeichnet wird. Dann nimmt er ab, irgendwann wird er gleich Null, dann nimmt er wieder zu, aber in die andere Richtung. und es erreicht auch seinen Maximalwert. Danach sinkt es wieder auf Null, wonach der Zyklus aller Änderungen fortgesetzt wird.

Quasistationärer Strom

Quasistationärer Strom ist "ein relativ langsam wechselnder Wechselstrom, für dessen Momentanwerte die Gesetze konstanter Ströme mit ausreichender Genauigkeit befolgt werden. Diese Gesetze sind das Ohmsche Gesetz, Kirchhoffs Regeln und andere. Quasistationärer Strom, wie z. B. Strom Kontinuierlich hat es in allen Abschnitten eines unverzweigten Stromkreises die gleiche Stromstärke.

Induktionskapazität und Induktivität werden als gruppierte Parameter berücksichtigt.

Normale Industrieströme sind nahezu stationär, mit Ausnahme von Strömen in Fernübertragungsleitungen, bei denen die Quasi-Stationaritätsbedingung entlang der Leitung nicht erfüllt ist.

Elektromagnetische Störungen breiten sich daher mit Lichtgeschwindigkeit entlang des Stromkreises für Ströme aus, die sich periodisch ändern. Beispielsweise ist ein Leistungsfrequenzstrom von 50 Hz für Stromkreise mit einer Länge von bis zu 100 km nahezu stationär.

Hochfrequenter elektrischer Strom

Ein hochfrequenter elektrischer Strom ist ein Wechselstrom (beginnend mit einer Frequenz von etwa zehn kHz), für den Phänomene wie elektromagnetische Strahlung und der Hauteffekt signifikant werden.

Wenn die Wellenlänge der Wechselstromstrahlung mit den Abmessungen der Elemente des Stromkreises vergleichbar wird, wird der quasistationäre Zustand verletzt, was spezielle Ansätze zur Berechnung und Auslegung solcher Stromkreise erfordert.

Wirbelstrom

Wirbelströme sind geschlossene elektrische Ströme in einem massiven Leiter, die auftreten, wenn sich der in ihn eindringende Magnetfluss ändert, wodurch Wirbelströme Induktionsströme erzeugen. Je schneller sich der Magnetfluss ändert, desto stärker sind die Wirbelströme.

Das Vorhandensein von Wirbelströmen führt zu einer Auswirkung auf die Haut, dh zu der Tatsache, dass sich alternierender elektrischer Strom und magnetischer Fluss hauptsächlich in der Oberflächenschicht des leitenden Materials ausbreiten. Wirbelstrom aus Leitern führt zu Energieverlusten, insbesondere in den Kernen von Wechselstromspulen.

Um Energieverluste durch Wirbelströme zu reduzieren, wird die Aufteilung von Wechselstrom-Magnetkreisen in getrennte Platten verwendet, die voneinander isoliert und senkrecht zur Richtung der Wirbelströme angeordnet sind. Diese Trennung begrenzt die möglichen Konturen Ihrer Pfade und verringert die Größe dieser elektrischen Ströme erheblich.

Bei sehr hohen Frequenzen werden anstelle von Ferromagneten Magnetisolatoren für Magnetkreise verwendet, bei denen aufgrund des sehr hohen Widerstands die Wirbelströme praktisch nicht auftreten.

Einphasenstrom

Ein einphasiger Strom besteht aus einem einzelnen Wechselstrom oder einer einzelnen Phase, und daher ändert sich die gesamte Spannung auf die gleiche Weise.

Eine einphasige Stromverteilung wird häufig verwendet, wenn die Lasten hauptsächlich für Beleuchtung und Heizung sowie für kleine Elektromotoren bestimmt sind. 

Dreiphasenstrom

Ein dreiphasiger Strom ist ein Satz von drei einphasigen Wechselströmen gleicher Frequenz und Amplitude, zwischen denen eine Phasendifferenz von 120 ° besteht und die in einer bestimmten Reihenfolge angegeben sind.

Jeder der einphasigen Ströme, aus denen das System besteht, wird mit dem Namen der Phase bezeichnet.

Das Dreiphasensystem bietet eine Reihe von Vorteilen, wie z

  1. Die Wirtschaftlichkeit seiner Energieübertragungsleitungen und der verwendeten Transformatoren.
  2. Die hohe Leistung der Empfänger, insbesondere der Motoren, die die Drehstromleitung mit konstanter Leistung versorgt.

Die in Kraftwerken verwendeten Generatoren sind dreiphasig, da der Anschluss an das Stromnetz dreiphasig sein muss (außer bei Kraftwerken mit geringem Stromverbrauch). Der Drehstrom wird massiv in der Industrie eingesetzt, wo die Maschinen mit Drehstrommotoren arbeiten.

Andere Arten von elektrischem Strom

Es gibt andere Arten von Strom, die ebenfalls erwähnenswert sind:

  • Der Welligkeitsstrom ist ein periodischer elektrischer Strom, dessen Durchschnittswert über einen Zeitraum von Null verschieden ist.
  • Unidirektionaler Strom ist ein elektrischer Strom, der seine Richtung nicht ändert.
  • Der periodische Strom ist ein elektrischer Strom, dessen Momentanwerte in regelmäßigen Abständen in unveränderter Reihenfolge wiederholt werden.

Gleichzeitig können andere Klassifikationen vorgenommen werden:

Wenn sich die geladenen Teilchen innerhalb der makroskopischen Körper relativ zu einem bestimmten Medium bewegen, wird dieser Strom als leitender elektrischer Strom bezeichnet. Wenn die Teilchen makroskopisch geladene Körper (z. B. geladene Regentropfen) bewegen, spricht man von Konvektion.

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Erscheinungsdatum: 7. Oktober 2019
Geändert am: 7. Oktober 2019