Elektrizität

Um Elektrizität zu verstehen, muss man sich mit elektrischer Ladung, elektrischer Spannung und elektrischem Strom auseinandersetzen. Der menschliche Körper hat kein Organ zur Wahrnehmung von Elektrizität. Wir verspüren beim Kontakt mit ausreichend hohen Elektrizitätswerten nur eine mittelbare, manchmal tödliche Wirkung.

Der Name Elektrizität wird auf Elektron zurückgeführt. Die Griechen bezeichneten so den Bernstein, ein fossiles Harz. Wird Bernstein gerieben, zeigt er die Fähigkeit leichte Partikel entgegen der Schwerkraft anzuziehen. Man hatte eine unbekannte physikalische Erscheinung entdeckt, die heute mithilfe der Elektrostatik erklärt werden kann. Neben Bernstein lassen sich viele andere Stoffe durch Reibung aufladen. Die unterschiedlichen Werkstoffe können in einer Art Ladungsreihe angeordnet werden. In dieser Reihe nimmt von links nach rechts die positive Aufladung zu.

<------- negativer ---------------- positiver --------->
Bernstein - Schwefel - Lack - Seide - Baumwolle - Glas - Elfenbein - Katzenfell

Die mechanische Trennung unterschiedlicher Materialien, die sich zuvor aneinander gerieben haben, kann hohe elektrostatische Aufladungen erzeugen. Der Unterschied zwischen den elektrischen Ladungen wird elektrische Spannung genannt. Der spontane Ladungsausgleich kann durch Funken sichtbar sein. Das gewaltigste Beispiel zeigt uns die Natur mit der Blitzentladung in einer Gewitterwolke.

Die Voraussetzung für bewegte elektrische Ladungen ist das Vorhandensein einer elektrischen Spannung oder Ladungsdifferenz. Bewegte Elektrizität wurde um das Jahr 1786 durch Luigi Galvani entdeckt und wird elektrischer Strom genannt. Das Fachgebiet der Elektrodynamik entstand. Mit ihm sind weitere bekannte Namen verbunden. Michael Faraday beschrieb 1831 die Induktion. Werner von Siemens legte 1866 mit dem dynamoelektrischen Prinzip den Grundstein für eine rasche Entwicklung zur modernen Elektrifizierung.

Begriff Formel-
zeichen
Einheit Bemerkungen
Ladung Q A·s (Amperesekunde)
ehemals C (Coulomb)
1 A·s = 1 C = 6,24·1018·e
Elementar-
ladung
e A·s e = ±1,602·10−19  A·s
Strom I A  (Ampere) 1 A = 6,24·1018 e / s
Spannung U V  (Volt) durch Landungstrennkraft erzeugt

Die Kapitel Atombausteine, Atommodelle und chemische Bindungen bieten einen knappen Einblick in den Aufbau der Materie. Sie sollen dazu beitragen den Ursprung und die Wirkung der Elektrizität besser zu verstehen.