Strom ist eine fundamentale physikalische Größe, die in der Elektrotechnik eine zentrale Rolle spielt. Er beschreibt den Fluss von elektrischer Ladung durch einen Leiter.
Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) sind zwei grundlegende Formen elektrischen Stroms, die in der Elektrotechnik und Elektronik eine zentrale Rolle spielen. Beide haben unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen, die sie für verschiedene Zwecke geeignet machen.
Wechselstrom ist ein Strom, bei dem die elektrische Ladung in regelmäßigen Zeitabständen ihre Richtung ändert. Dies geschieht in der Regel sinusförmig und wird durch Generatoren erzeugt, die eine ständige Umkehr der Pole bewirken.
Wechselstrom findet breite Anwendung in Haushalten, Unternehmen und der Industrie. Es wird für die Übertragung von Elektrizität über große Entfernungen, in elektrischen Netzen, in elektronischen Geräten und in zahlreichen anderen Anwendungen eingesetzt.
Gleichstrom ist ein elektrischer Strom, bei dem die elektrische Ladung in einer Richtung fließt. Dieser Fluss bleibt konstant und ändert sich nicht über die Zeit.
Gleichstrom wird in vielen elektronischen Geräten und Anwendungen eingesetzt, insbesondere solchen, die eine konstante Energiezufuhr erfordern. Beispiele sind Batterien, Ladegeräte, Elektronik in Fahrzeugen und in vielen tragbaren elektronischen Geräten.
Die Stromstärke (I) ist die physikalische Größe, die den Fluss von Ladungen durch einen Leiter beschreibt. Sie wird in der Einheit Ampere (A) gemessen. Die Stromstärke kann mithilfe des Ohm'schen Gesetzes berechnet werden:
I = U / R
Dabei steht U für die Spannung (in Volt) und R für den elektrischen Widerstand (in Ohm).
Die elektrische Ladung (Q) ist eine grundlegende Eigenschaft von Teilchen, die elektrische Kräfte erfahren. Sie wird in der Einheit Coulomb (C) gemessen. Die Beziehung zwischen der Stromstärke und der elektrischen Ladung ist gegeben durch:
Q = I * t
Dabei steht t für die Zeit (in Sekunden), über die der Strom fließt.
Die elektrische Leistung (P) gibt an, wie viel elektrische Energie pro Zeiteinheit umgesetzt wird. Sie wird in der Einheit Watt (W) gemessen. Die Leistung kann mithilfe der folgenden Formel berechnet werden:
P = U * I
Dabei steht U für die Spannung und I für die Stromstärke.
Der Zusammenhang zwischen Strom (I), Spannung (U) und Widerstand (R) wird durch das Ohm'sche Gesetz beschrieben:
U = I * R
Dieses Gesetz besagt, dass die Spannung über einem Widerstand proportional zur Stromstärke ist.
Es gibt auch weitere Zusammenhänge, die in der Elektrotechnik von Bedeutung sind. Hier sind einige Beispiele:
- Der elektrische Widerstand (R) eines Leiters kann mithilfe des spezifischen Widerstands (ρ), der Länge (l) und des Querschnitts (A) berechnet werden:
R = (ρ * l) / A
- Die elektrische Leitfähigkeit (σ) eines Materials ist das reziproke des spezifischen Widerstands:
σ = 1 / ρ
- Die elektrische Arbeit (W) kann als das Produkt aus Spannung (U) und Ladung (Q) berechnet werden:
W = U * Q