Richtung des Stroms: Elektrischer Strom
Elektrischer Strom ist der Fluss elektrischer Ladung durch ein Material. Es handelt sich um die Rate, mit der elektrische Ladung an einem Punkt in einem Stromkreis vorbeifließt. Typischerweise wird der Fluss elektrischer Ladung durch Elektronen getragen, die negativ geladene Teilchen sind. Die SI-Einheit für Strom ist Coulomb pro Sekunde oder Ampere (A), eine SI-Basiseinheit:
1 Ampere = 1A = 1 Coulomb pro Sekunde = 1 C/s.
Richtung des Stroms
Ein Strompfeil wird in die Richtung gezeichnet, in die sich positive Ladungsträger bewegen würden, auch wenn die tatsächlichen Ladungsträger negativ sind und sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Diese Konvention wurde früh in der Entwicklung der Elektrotheorie festgelegt, bevor die Natur der elektrischen Ladung vollständig verstanden war, und wird heute noch aus Gründen der Konsistenz und Bequemlichkeit verwendet. Diese Konvention kann verwendet werden, weil in den meisten Situationen die angenommene Bewegung der positiven Ladungsträger in eine Richtung denselben Effekt hat wie die tatsächliche Bewegung der negativen Ladungsträger in die entgegengesetzte Richtung.
In Wirklichkeit ist der elektrische Strom der Fluss negativ geladener Elektronen durch einen Leiter und nicht der Fluss positiver Ladung. Die Richtung des Stromflusses wird jedoch immer noch als die Richtung definiert, in die sich die positive Ladung bewegen würde, von dem positiven Terminal einer Batterie oder Stromquelle, durch den Schaltkreis und zurück zum negativen Terminal. Diese Konvention kann eine Quelle der Verwirrung sein, insbesondere wenn man sich mit komplexeren Schaltkreisen oder mit Schaltkreisen beschäftigt, die Wechselstrom (AC) anstelle von Gleichstrom (DC) verwenden. Es ist jedoch wichtig, sich dieser Konvention bewusst zu sein und sie konsistent bei der Analyse und dem Design von Schaltkreisen zu verwenden.
In verschiedenen stromführenden Materialien können die Ladungen der bewegten Teilchen positiv oder negativ sein. In Metallen sind die bewegten Ladungen immer (negative) Elektronen, während in einem ionisierten Gas (Plasma) oder einer ionischen Lösung die bewegten Ladungen sowohl Elektronen als auch positiv geladene Ionen umfassen können. In einem Halbleitermaterial wie Germanium oder Silizium erfolgt die Leitung teilweise durch Elektronen und teilweise durch die Bewegung von Fehlstellen, auch bekannt als Löcher; diese sind Stellen fehlender Elektronen und verhalten sich wie positive Ladungen.
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