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Grundwissen

Wärmewirkung des elektrischen Stroms

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Die Wärmewirkung des elektrischen Stromes wird im Alltag auf vielfältige Weise für Heizzwecke ausgenutzt. Während die in einem Heizkissen eingebetteten Drähte nur wenig erwärmt werden, kommen in Heizspiralen von Kochplatten und Heizöfen auf Rotglut (ca. 800°C). Die dünnen Drähte, aus denen die Wendeln der Glühlampen gewickelt sind, werden sogar weißglühend (2600°C).

Atomare Vorstellung der Wärmewirkung des elektrischen Stroms

Abb. 1 Atomare Vorgänge bei der Wärmeentwicklung im Inneren eines stromdurchflossenen Drahtes

Fließt noch kein Strom durch den Kreis, so schwingen die Atomrümpfe des Metalls geringfügig um ihre Ruhelage. Im Mittel steuert ein Atom ein frei bewegliches Elektron für die Stromleitung bei. Auch die Elektronen führen eine leichte "Zitterbewegung" aus.

Wird der Schalter geschlossen, so bewegen sich die Elektronen vom Minuspol zum Pluspol. Sie stoßen dabei mit den Atomrümpfen zusammen und versetzen diese in stärkere Schwingungen. Stärker schwingende Atomrümpfe äußern sich makroskopisch in einer höheren Temperatur des Leiters.

Abb. 1 Schmelzsicherung

Im folgenden findest du einige bekanntere Anwendungen der Wärmewirkung des elektrischen Stroms.

  • Heizkissen
  • Wasserkocher
  • Toaster
  • Nachtspeicherofen
  • Bügeleisen
  • Kochplatten
Abb. 2 Hitzedrahtstrommesser

Zwei weitere Anwendungen sind eher unbekannt:

Die Schmelzsicherung dient dazu, bei zu großer Stromstärke den Stromkreis zu unterbrechen.

Der Hitzdrahtstrommesser dient dazu, die Stromstärke in einem Stromkreis objektiv zu messen.