Woraus besteht Strom?

Wie stellst du dir elektrischen Strom vor? Was genau strömt da eigentlich und warum? Um das zu verstehen, vergleicht man elektrischen Strom oft mit Wasser in einem Schlauch. Zwischen beiden gibt es viele Ähnlichkeiten, aber auch sehr große Unterschiede. Schauen wir uns das einmal genauer an:

In Inneren eines Elektrokabels ist ein Metalldraht, z. B. aus Kupfer. Diesen Draht sehen wir in der Regel nicht, weil um ihn herum eine Plastikhülle ist. Der Metalldraht besteht aus sehr vielen Metallatomen, die ganz gleichmäßig zu einem Gitter angeordnet sind. Jedes Metallatom in diesem Gitter hat einen Atomkern, der fest an seinem Platz bleibt, und ein oder mehrere Elektronen, die zwischen den Atomen hin und her schwirren können. Wenn man die Elektronen nun dazu bringt, dass sie sich alle in die gleiche Richtung bewegen, dann hat man einen elektrischen Strom. Damit sich die Elektronen alle in eine Richtung bewegen, kann man z.B. eine Batterie an einen Stromkreis anschließen.

In unserem Vergleich zum Wasserschlauch strömen ebenfalls alle Wassermoleküle in eine Richtung, bis vorne Wasser rauskommt. Aber das ist auch schon der erste wichtige Unterschied: Das Wasser kann aus dem Schlauch herauslaufen, z. B. ins Blumenbeet oder in einen Eimer. Die Elektronen können das nicht. Sie können nur von einem Atom zum nächsten fließen. Deshalb braucht man immer einen sogenannten geschlossenen Stromkreis.

Wie kriegen wir jetzt die Elektronen bzw. das Wasser dazu, sich zu bewegen? Beim Wasserschlauch könnten wir eine Pumpe einbauen. Die übt Druck auf das Wasser aus und setzt es in Bewegung. Wir stellen uns vor, dass der Schlauch einen Kreis bildet. Das Wasser fließt jetzt im Kreis herum.

Im Stromkreis übernimmt eine Batterie die Aufgabe der Pumpe. Bringen wir sie in den Stromkreis ein, dann treibt sie die Elektronen an und alle bewegen sich in die gleiche Richtung. Man sagt, durch die Batterie liegt eine Spannung am Stromkreis an. Elektrische Spannung wirkt also auf Elektronen so ähnlich wie Wasserdruck auf Wassermoleküle.

Wenn nun Strom fließt, schubst ein Elektron das nächste Elektron an. Es geht ein Ruck durch die Elektronen. Dieser Ruck setzt sich im gesamten Stromkreis fort. Wenn wir jetzt nichts weiter im Stromkreis einbauen, dann haben wir einen sogenannten Kurzschluss. Das ist nicht gut, dabei wird das Kabel sehr heiß und es kann durchbrennen. Deswegen bauen wir in unserem Beispiel noch ein Leuchtmittel ein und schon bewirkt der Strom etwas: wir haben Licht.