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Stromwirkungen einfach erklärt
Elektrischen Strom kannst du an seinen Wirkungen erkennen: Er kann Wärme, Licht, Magnetismus oder chemische Veränderungen hervorrufen. Mehrere Wirkungen können gleichzeitig auftreten, etwa wenn ein heißer Draht glüht.
Auf dieser Seite lernst du, Beobachtungen den vier Stromwirkungen zuzuordnen und typische Anwendungen zu erklären.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Woran erkennst du elektrischen Strom?
Strom selbst ist nicht sichtbar. Sichtbar oder messbar sind jedoch Veränderungen, die er hervorruft.
Stromwirkung
Eine Stromwirkung ist eine beobachtbare Veränderung, die beim Fließen von elektrischem Strom entsteht. Man unterscheidet Wärmewirkung, Leuchtwirkung, magnetische Wirkung und chemische Wirkung.
Ein Durchlauferhitzer erwärmt Wasser. Entscheidend ist hier die Wärmewirkung.
Eine LED gibt Licht ab. Für ihre Aufgabe ist die Leuchtwirkung entscheidend.
Ein einschaltbarer Magnet hebt Metallteile an. Er nutzt die magnetische Wirkung.
Beim Galvanisieren lagert sich eine Metallschicht auf einem Werkstück ab. Das ist eine chemische Wirkung.
Ordne nicht nur das Gerät zu. Frage immer: Welche Veränderung beobachte ich?
Wie hängen Wärme und Licht zusammen?
Fließt Strom durch einen Leiter, kann sich dieser erwärmen. Bei ausreichend hoher Temperatur kann ein Draht sogar glühen und dadurch sichtbar Licht aussenden.
Ein stromdurchflossener Eisendraht wird heiß und glüht. Durch die Erwärmung dehnt er sich aus und hängt stärker durch. Nach dem Ausschalten kühlt er ab und zieht sich wieder zusammen.
Hier treten zwei Beobachtungen gemeinsam auf:
- Der Draht wird heiß: Wärmewirkung.
- Der Draht leuchtet: Leuchtwirkung.
Das Glühen entsteht in diesem Fall durch die hohe Temperatur.
Nicht jedes elektrische Licht entsteht durch einen glühenden Draht. LEDs erzeugen Licht durch einen anderen Mechanismus. Auch Leuchtstoffröhren funktionieren anders als Glühlampen.
Eine Schmelzsicherung nutzt die Wärmewirkung zum Schutz: Wird ihr Sicherungselement zu stark erwärmt, schmilzt es und unterbricht den Stromkreis.
Wie entsteht ein Elektromagnet?
Jeder stromdurchflossene Leiter besitzt eine magnetische Wirkung. Bei einem einzelnen geraden Leiter ist sie meist schwach. Eine Spule, also ein zu vielen Windungen aufgewickelter Leiter, bündelt und verstärkt diese Wirkung.
Befindet sich ein ferromagnetischer Stoff wie Eisen in der Spule, wird die magnetische Wirkung deutlich stärker. Eine solche Anordnung heißt Elektromagnet.
Eine stromdurchflossene Spule mit Eisenkern zieht Büroklammern an. Wird der Strom abgeschaltet, verschwindet ihre magnetische Wirkung nahezu. Deshalb lässt sich ein Elektromagnet gezielt ein- und ausschalten.
Strom durch eine Spule erzeugt einen Elektromagneten. Ein Eisenkern verstärkt seine Wirkung deutlich.
Wie verändert Strom Stoffe?
Elektrischer Strom kann Stoffe zersetzen, umsetzen oder an einer Elektrode abscheiden. Diese chemische Stromwirkung heißt Elektrolyse.
Elektrolyt
Ein Elektrolyt ist eine leitfähige Flüssigkeit, in der geladene Teilchen, die Ionen, wandern können. Destilliertes Wasser leitet bei nicht zu hoher Spannung nur schlecht. Gelöste Säuren, Laugen oder bestimmte Salze können eine Flüssigkeit leitfähig machen.
Für eine Elektrolyse werden zwei Elektroden, ein Elektrolyt und eine äußere Gleichstromquelle benötigt. In dieser Anordnung ist die Anode mit dem Pluspol und die Katode mit dem Minuspol verbunden.
Bei der Elektrolyse einer Kupferchloridlösung wandern negative Chloridionen zur Anode und geben dort Elektronen ab. Positive Kupferionen wandern zur Katode, nehmen Elektronen auf und werden zu neutralem Kupfer. Dadurch kann sich Kupfer auf der Katode abscheiden.
Beim Galvanisieren wird dieses Prinzip genutzt, um ein Werkstück mit einer dünnen Metallschicht zu überziehen. Das Werkstück wird dabei mit dem Minuspol verbunden. Wie dick die abgeschiedene Schicht wird, hängt unter anderem von der Stromstärke und der Dauer des Stromflusses ab.
Auch Wasser lässt sich durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen. Das ist ebenfalls eine Stoffumwandlung und damit eine chemische Stromwirkung.
Wie wählst du die passende Wirkung aus?
Gehe bei einer neuen Situation in drei Schritten vor:
- Beschreibe nur die beobachtbare Veränderung.
- Ordne sie einer oder mehreren Stromwirkungen zu.
- Begründe, welche Wirkung für die Aufgabe des Geräts entscheidend ist.
Bei einer Glühlampe wird ein Draht so heiß, dass er leuchtet. Beobachtbar sind Wärme und Licht. Für den Zweck der Lampe ist das Licht entscheidend, obwohl viel elektrische Energie auch in Wärme umgewandelt wird.
Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.
Ein Durchlauferhitzer nutzt vor allem die . Eine Spule mit Eisenkern zeigt eine starke . Beim Galvanisieren nutzt man die . Ein glühender Draht kann gleichzeitig eine zeigen.
Die Materialangaben aus Demonstrationsversuchen ersetzen keine sichere Versuchsanleitung. Baue keine Heizdrähte oder Elektrolyseanordnungen nach, wenn Spannung, Stromstärke, Aufbau und Schutzmaßnahmen nicht vollständig festgelegt sind. Verwende niemals eine Steckdose für eigene Versuche.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Stromwirkungen
- Wärme → Leiter erwärmt sich, Schmelzsicherung schützt
- Licht → LED leuchtet oder heißer Draht glüht
- Magnetismus → Spule wirkt als schaltbarer Elektromagnet
- Chemie → Elektrolyse zersetzt, setzt um oder scheidet Stoffe ab
Prüfe bei jeder Anwendung zuerst die Beobachtung. Entscheide danach, welche Wirkung für den Zweck entscheidend ist und ob weitere Wirkungen gleichzeitig auftreten.