Elektrische Stromstärke

Name

elektrische Stromstärke

$I$

Größen- und Einheitensystem	Einheit	Dimension
SI	A	I
esE (cgs)	cm^3/2·g^1/2·s⁻²	L^3/2·M^1/2·Z⁻²
emE (cgs)	cm^1/2·g^1/2·s⁻¹	L^1/2·M^1/2·Z⁻¹
Planck	Planck-Strom	G^−1/2·c^6/2·ε₀^1/2

Die elektrische Stromstärke oder kurz Stromstärke gibt an, wie viel elektrische Ladung einen definierten Querschnitt passiert, bezogen auf die dazu benötigte Zeitspanne. Den Ladungstransport kann man als gerichtete Bewegung einer Anzahl von Elementarladungen beschreiben, die in der Regel von Elektronen oder Ionen getragen werden; siehe auch Elektrischer Strom.

Die Stromstärke wird im internationalen Einheitensystem (SI) in der Maßeinheit Ampere mit dem Einheitenzeichen A angegeben, benannt nach dem französischen Physiker und Mathematiker André-Marie Ampère. Das Formelzeichen ist das $I$ [1], es kommt von „Intensität“ (gemeint ist die Stärke des Stroms). Zur Kennzeichnung einer Zeitabhängigkeit verwendet man den Kleinbuchstaben $i$ für den Augenblickswert[2].

Definition

Für einen zeitlich konstanten Ladungsfluss gilt

I={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}=\int \limits _{A}{\vec {J}}\cdot \mathrm {d} {\vec {A}}

mit der Ladungsmenge $\Delta Q$ , die in der Zeitspanne $\Delta t$ verschoben wird, bzw. der Stromdichte ${\vec {J}}$ , die durch ein Flächenelement $\mathrm {d} A$ hindurchtritt.

Der elektrische Strom wird als Transport von Elementarladungen und damit als quantisierte Größe angesehen oder außerhalb der Abzählbarkeit als stetige und differenzierbare Größe; siehe Elektrische Ladung. Für eine zeitlich veränderliche Stromstärke gilt somit

i(t)=\lim _{\Delta t\to 0}{\frac {\Delta Q(t)}{\Delta t}}={\frac {\mathrm {d} Q}{\mathrm {d} t}}

Eine zeitlich periodisch veränderliche Stromstärke (z. B. bei Wechselstrom) hat einen zeitlich konstanten Effektivwert, der entsprechend ebenfalls durch das Formelzeichen $I$ gekennzeichnet wird.

Richtung

Da die Stromstärke eine skalare Größe darstellt, legen die in vielen Darstellungen verwendeten Strompfeile lediglich das Vorzeichen fest. Eine Umkehr einer Pfeilrichtung bedeutet für dieselbe Stromstärke eine Umkehr im Vorzeichen ihres Größenwertes.

Die Technische Stromrichtung legt bei Gleichstrom, der außerhalb einer Quelle vom Plus- zum Minuspol fließt, die Richtung als positiv fest. Auch bei Wechselstrom ist eine bestimmte Richtung sinnvoll, wenn Strompfeile die Richtung des Energieflusses anzeigen sollen.

Messung

→ Hauptartikel: Strommessgerät

Eine Messung liefert eine quantitative Aussage als Vielfaches der Maßeinheit. Neben den Messgeräten mit nur einem Messbereich gibt es für Labor-, Service- und Feldeinsatz umschaltbare Multimeter mit mehreren Messbereichen. Für industrielle Anwendungen und für die Funktionsüberwachung gibt es Messeinrichtungen, bei denen das Ergebnis nicht angezeigt, sondern fernübertragen oder elektronisch weiter verarbeitet wird.

Hinweise

Zur Übersicht über Stromstärken verschiedener Größenordnung siehe Größenordnung (Stromstärke).
Zur Gefährdung durch Strom siehe Biologische Wirkung auf den Menschen und Stromunfall.

Einzelnachweise

↑ DIN 1304-1 „Formelzeichen“
↑ DIN 5483-2 „Zeitabhängige Größen“

Weblinks

Wikibooks: Der elektrische Strom – Eigenschaften und Wirkungen: Teil I – Lern- und Lehrmaterialien

Wiktionary: Stromstärke – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

[1] DIN 1304-1 „Formelzeichen“

[2] DIN 5483-2 „Zeitabhängige Größen“