Elektrische Grundgrößen

Vorstellungen vom elektrischen Strom

Die Versuche zur Elektrostatik (z.B. das Aufladen eines Löffels und das damit verbundene Aufblitzen einer Glimmlampe) legen die Vorstellung nahe, dass beim Ausgleich des "Überschusszustandes" mit dem "Mangelzustand" etwas fließt. Bis zur heutigen Stromvorstellung, die von André-Marie AMPÈRE (1775 - 1836) eingeführt wurde, dauerte die Entwicklung doch eine Weile.

Große Fortschritte beim Verständnis der Elektrizität waren ab dem Zeitpunkt möglich, als man dauerhafte Ladungsströme in ausreichender Stärke herstellen konnte. Dies war mit den sogenannten VOLTA-Säulen möglich, die auf Arbeiten von Alessandro VOLTA (1745 - 1827) und Luigi GALVANI (1737 - 1798) zurückgingen und etwa ab dem Jahr 1800 zur Verfügung standen. So gelang Christian ØRSTEDT (1777 - 1851) im Jahre 1820 der Nachweis, dass fließende Ladung von einem Magnetfeld begleitet ist. ØRSTEDT spricht aber nicht von einem elektrischen Strom, sondern von einem "elektrischen Konflikt" der die Ablenkung einer Magnetnadel bewirkt. Zu dieser Zeit stellte man sich vor, dass die "Pluselektrizität" und die "Minuselektrizität" im Draht aufeinandertreffen und dabei Wärme- und Lichterscheinungen und seit ØRSTEDT eben auch magnetische Erscheinungen hervorrufen.

Elektrische Stromrichtung nach AMPÈRE

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Erst AMPÈRE führt den Strombegriff im heutigen Sinne ein und definiert eine Stromrichtung. Dabei orientiert er sich an einem Wasserzersetzungsapparat, den du aus dem Chemieunterricht vielleicht als den nach August Wilhelm von HOFMANN (1818 - 1892) benannten "HOFMANNschen Wasserzersetzungsapparat" kennst:

Schließt man an den Wasserzersetzungsapparat die Pole einer Stromquelle an, so entsteht in dem mit dem Pluspol verbundenen Gefäß Sauerstoff (O₂) und in dem mit dem Minuspol verbundenen Gefäß Wasserstoff (H₂). AMPÈRE legt als Stromrichtung (willkürlich) die Richtung vom "Sauerstoffdraht" zum "Wasserstoffdraht" fest.

Warum keine Umstellung der elektrischen Stromrichtung?

Heute wissen wir, dass in Metallen ausschließlich die negativen Elektronen fließen, also die Stromrichtung auch vom "-"-Pol zum "+"-Pol festgesetzt werden könnte.  Dagegen sprechen aber verschiedene Gründe:

• Es gibt durchaus Materialien wie Halbleiter oder Elektrolyte, in denen sich positive Ladungsträger vom "+"-Pol zum "-"-Pol bewegen.
• Die Elektronen tragen deshalb eine negative Ladung, weil sie sich entgegen der elektrischen Stromrichtung bewegen.
• Die gesamte Elektrotechnik arbeitet sehr erfolgreich mit der Stromrichtung vom "+"-Pol zum "-"-Pol.
• Die MAXWELLschen Gleichungen, die die gesamte Elektrizitätslehre beschreiben, bauen auf der AMPÈREsche Definition der elektrischen Stromrichtung auf.
• Eine Umstellung der Stromrichtung würde einen hohen Änderungsaufwand in der Literatur bedeuten.

Weitere Informationen zur elektrischen Stromrichtung findest du bei Wikipedia.