Elektrische Stromstärke

Die elektrische Stromstärke gibt an, wie viel elektrische Ladung sich in jeder Sekunde durch den Querschnitt eines elektrischen Leiters bewegt.

Formelzeichen:
Einheit:

I
ein Ampere (1 A)

Teile der Einheit 1 A sind ein Milliampere ( 1 mA) und ein Mikroampere ( $μ A$ ):

1 A
1 mA

= 1 000 mA = 1 000 000

μ A

= 1 000

μ A

Benannt ist die Einheit für die elektrische Stromstärke nach dem französischen Mathematiker und Physiker ANDRÈ MARIE AMPÈRE (1775-1836).

In metallischen Leitern bewegen sich Elektronen. Bei einer Stromstärke von 1 A bewegen sich in jeder Sekunde etwa $6,2 \cdot 10^{18}$ Elektronen durch den Querschnitt eines Leiters. In der nachfolgenden Übersicht sind elektrischeStromstärken aus Natur und Technik angegeben.

elektrisches Thermometer	ca. 0,000 01 mA (10 $μ A$ )
Antennen, elektrische Armbanduhr	ca. 0,001 mA
Belichtungsmesser	0,1 mA
Kopfhörer	1 mA
lebengefährliche Stromstärke	mehr als 25 mA
Glühlampe 60 W Glühlampe 75 W Glühlampe 100W	0,26 A 0,33 A 0,43 A
Haushaltsgeräte	0,1 A - 10 A
PKW-Scheinwerfer	4,5 A
Energieversorgung Zugwaggon (Reisezugwagen)	30 A - 50 A
Straßenbahnmotoren (beim Anfahren einer Straßenbahn ca. 400 A)	bis 600 A
Elektroschweißgerät	500 A
in elektrolytischen Bädern	1 000 A
Elektroschmelzofen	15 000 A
Blitz	10 000 - 100 000 A (Durchschnitt: 36 000 A)

Messen der elektrischen Stromstärke

Die elektrische Stromstärke wird mit Strommessern, auch Amperemeter oder Stromstärkemesser genannt, gemessen. Häufig werden auch Vielfachmessgeräte genutzt, die man als Strommesser schalten kann (Bild 1).

Messgeräte für die Stromstärke (Strommesser, Amperemeter)

Elektrische Stromstärke - Strommesser und Amperemeter

L. Meyer, Potsdam

Strommesser werden immer in Reihe zu dem Gerät geschaltet, bei dem die Stromstärke gemessen werden soll. Bild 2 zeigt eine solche Reihenschaltung von Glühlampe und Strommesser.

Messung der Stromstärke in einem einfachen Stromkreis

Elektrische Stromstärke - Stromkreis

L. Meyer, Potsdam

Beim Messen der elektrischen Stromstärke mit einem Vielfachmessgerät sollte man folgendermaßen vorgehen:

Stelle am Messgerät die Stromart (Gleichstrom oder Wechselstrom) ein, die im Stromkreis vorliegt.
Stelle am Messgerät den größten Messbereich für die Stromstärke ein.
Schalte das Messgerät in Reihe zum elektrischen Gerät in den Stromkreis ein! Achte bei Gleichstrom darauf, das der Minuspol der elektrischen Quelle mit dem Minuspol des Messgerätes und der Pluspol der Quelle mit dem Pluspol des Messgerätes verbunden werden.
Schalte des Messbereich soweit herunter, dass möglichst im letzten Drittel der Skala abgelesen werden kann! Das verringert den Messfehler.
Lies die Stromstärke ab! Beachte dabei, dass der eingestellte Messbereich den Höchstwert der Skala angibt!

Berechnen der elektrischen Stromstärke

Unter der Bedingung, dass ein elektrischer Strom konstanter Stärke fließt, kann die elektrische Stromstärke I nach folgender Gleichung berechnet werden:

$\begin{array}{l} I = \frac{Q}{t} \\ Q elektrische Ladung \\ t Zeit \end{array}$

Aus dieser Gleichung ergeben sich die folgenden Beziehungen zwischen den Einheiten:

$\begin{array}{l} 1 Ampere = \frac{1 Coulomb}{1 Sekunde} \\ 1 A = \frac{1 C}{1 s} \\ 1 C = 1 A \cdot 1 s \end{array}$

Statt $1 A \cdot s$ schreibt man auch häufig 1 As (eine Amperesekunde). Die elektrische Stromstärke kann auch mithilfe des ohmschen Gesetzes berechnet werden:

$\begin{array}{l} I = \frac{U}{R} \\ U elektrische Spannung \\ R elektrischer Widerstand \end{array}$

Elektrische Stromstärke in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen
In einem unverzweigten Stromkreis ist die elektrische Stromstärke an allen Stellen gleich groß. Man kann sie mit einem Wasserstrom vergleichen. Es gilt:

$\begin{array}{l} I = I_{1} = I_{2} = ... = I_{n} \\ I Gesamtstromstärke \\ I_{1}, I_{2}, ..., I_{n} Teilstromstärken \end{array}$

In einem verzweigten Stromkreis ist die Summe der Teilstromstärken gleich der Gesamtstromstärke. Es gilt:

$\begin{array}{l} I = I_{1} + I_{2} + ... + I_{n} \\ I Gesamtstromstärke \\ I_{1}, I_{2}, ..., I_{n} Teilstromstärken \end{array}$