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Grundwissen

Wärmewirkung des elektrischen Stroms

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Die Wärmewirkung von elektrischem Strom wird in der Technik vielfältig genutzt.
  • Mit elektrischem Strom können hohe Temperaturen erzeugt werden.
  • Die Wärmewirkung wird auch als Sicherung genutzt, um Elektrogeräte zu schützen (Schmelzsicherung).
Aufgaben Aufgaben

Nutzen der Wärmewirkung

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). Bei hohen Temperaturen wird dabei gleichzeitig auch oft die Leuchtwirkung von elektrischem Strom sichtbar.

Oft kannst du die Wärmewirkung von elektrischem Strom aber auch dort feststellen, wo es nicht unbedingt erwünscht ist. So erwärmt sich z. B. dein Handy beim Aufladen.

Wärmewirkung im Video

Atomare Vorstellung der Wärmewirkung des elektrischen Stroms

Abb. 2 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.

Technische Anwendungen der Wärmewirkung

Abb. 3 Schmelzsicherung

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

  • Heizkissen
  • Wasserkocher
  • Toaster
  • Nachtspeicherofen
  • Bügeleisen
  • Kochplatten
Abb. 4 Hitzedrahtstrommesser

Zwei weitere Anwendungen sind eher unbekannt:

Die Schmelzsicherung (Abb. 3) dient dazu, bei zu großer Stromstärke den Stromkreis zu unterbrechen.

Der Hitzdrahtstrommesser (Abb. 4) dient dazu, die Stromstärke in einem Stromkreis objektiv zu messen.