Stromstärke ist ein häufig von Elektrikern verwendeter Begriff und bedeutet elektrischen Strom, gemessen in Ampere oder Ampere. Das Ampere ist die SI-Einheit für elektrischen Strom oder die Menge an elektrischer Ladung, die in einer bestimmten Zeit durch einen Leiter fließt. Ein Ampere ist eine Ladung von einem Coulomb – etwa 6.241 x 1018 Elektronen – pro Sekunde, die an einem bestimmten Punkt vorbeifließt. Elektrische Geräte werden nach ihrer Stromstärke oder der Strommenge bewertet, die sie bei normalem Betrieb normalerweise aus dem Netz ziehen. Wenn Elektriker vom Stromfluss in und aus einem Haus sprechen, beziehen sie sich je nach den Umständen möglicherweise auf Spannung, Stromstärke oder Wattzahl wichtig.
Ampere und Volt
Strom ist für elektrische Stromkreise zu Hause wie Wasser für die Hausinstallation. Die Spannung entspricht ungefähr dem Wasserdruck und die Stromstärke oder Stromstärke der Wassermenge, die pro Sekunde an einem bestimmten Punkt vorbeifließt. Bei einem bestimmten Druck kann in einer bestimmten Zeit weniger Wasser durch ein kleines Rohr als durch ein großes Rohr gelangen, sodass die Größe des Rohrs als ein Maß für den elektrischen Widerstand angesehen werden kann – ein kleineres Rohr hat einen höheren Widerstand. Je höher der elektrische Widerstand eines Gerätes ist, desto geringer ist sein Strom, und der Widerstand hängt oft vom Durchmesser der Drähte ab.
Der Strom wird über Stromleitungen ins Haus gebracht, die schließlich an einen Generator angeschlossen sind. Um den Energieverlust durch den Widerstand der Stromleitungen zu minimieren, werden Transformatoren verwendet, um den Strom bei sehr hohen Spannungen zu übertragen. Bevor sie jedoch in den Haushalten ankommt, wird die Spannung durch zusätzliche Transformatoren auf einen haushaltstauglichen Wert abgesenkt, der in den USA beispielsweise bei 110 Volt, in Europa bei 230 Volt liegt. Spannung ist ein Maß für die verfügbare „potenzielle“ Energie, nicht unbedingt wie viel tatsächlich verbraucht wird.
Hier kommt die Stromstärke ins Spiel: Ein Elektrogerät benötigt für seine Arbeit eine bestimmte Menge an elektrischer Energie und bezieht diese Menge Strom aus dem „Strom“ der Volt in der Leitung. Ein kleines Gerät wie ein Toaster benötigt in der Regel weniger Strom als ein größeres Gerät wie ein Kühlschrank oder eine Motorsäge. Elektrisch arbeiten diese Geräte mit unterschiedlichen Stromstärken. Ein großer Elektromotor kann 100 Ampere Strom ziehen, während ein kleines Heizelement nur zehn Ampere ziehen kann. Beide zapfen dieselbe 110-Volt-Leitung an, aber ihr aktueller Bedarf ist merklich unterschiedlich.
Energieverbrauch
Watt sind die Einheiten, die verwendet werden, um den Stromverbrauch zu messen. Ein Strom von einem Ampere bei einem Volt verbraucht ein Watt Leistung. Die von einem Gerät verbrauchte Leistung ist einfach Ampere multipliziert mit Volt, so dass ein Gerät mit einer Nennleistung von zehn Ampere, das an eine 110-Volt-Versorgung angeschlossen ist, 1,110 Watt verbraucht. Da Watt von Energieunternehmen verwendet werden, um den Stromverbrauch zu messen und Kunden zu belasten, ist die Stromstärke bei der Berechnung der Betriebskosten eines elektrischen Geräts wichtig. Typischerweise werden Verbraucher nach Kilowattstunden Stromverbrauch aufgeladen – wenn ein Zehn-Ampere-Gerät eine Stunde lang an einer 110-Volt-Versorgung betrieben wird, ergibt sich ein Verbrauch von 1,110 Wattstunden oder 1.11 Kilowattstunden.
Als Faustregel für Hausbesitzer gilt: Je höher die Stromstärke, desto teurer wird der Betrieb eines Gerätes. Bei elektrischen Geräten gibt es immer einen Kompromiss zwischen Leistung und Wirtschaftlichkeit. Wenn das Einsparen der monatlichen Stromrechnungen Priorität hat, sollten Produkte mit einer geringeren Stromstärke ausgewählt werden. Wenn Leistung und Geschwindigkeit wichtiger sind, sind Produkte mit höherem Nennstrom im Allgemeinen am besten.
Geräte schützen
Die Stromstärke muss kontrolliert werden, um die elektrischen Leitungen und Stromkreise vor Überhitzung oder Kurzschluss zu schützen. Deshalb verwenden Elektriker Sicherungen und Unterbrecher. Eine 30-A-Sicherung zum Beispiel ermöglicht es kleineren Geräten, auf der von ihr geschützten Leitung zu laufen, aber wenn ein elektrischer Wäschetrockner 60 Ampere zieht, schmilzt ein Metallfaden in der Sicherung und unterbricht sofort den Stromkreis. Unterbrecherschalter steuern auch den Strom durch das Unterbrechen des Stromkreises. Größere elektrische Geräte haben oft eigene Stromkreise mit Sicherungen oder Schutzschaltern höherer Kapazität, um solche Überlastungen zu vermeiden.
Elektrischer Schock
Wenn eine Person durch Unachtsamkeit oder einen elektrischen Fehler einen Stromschlag erleidet, bestimmt die Stromstärke, die durch den Körper fließt, und nicht die Spannung die Schwere der verursachten Verletzungen und die Wahrscheinlichkeit eines Todesfalls. Viele Gymnasiasten werden im Physiklabor einen Schock von vielleicht 50,000 Volt von einem Van-de-Graaf-Generator erlebt haben, aber dieser erzeugt einen extrem kleinen Strom und ist harmlos. Andererseits kann ein 110-Volt-Schock mit einem Strom von nur einem Bruchteil eines Ampere durchaus tödlich sein. Ein Strom von 0.1-0.2 Ampere, der durch einen menschlichen Körper fließt, ist aufgrund seiner Auswirkungen auf das Herz normalerweise tödlich. Überraschenderweise können Opfer, die mehr als 0.2 Ampere ausgesetzt waren, bei sofortiger Behandlung überleben, da die induzierten schweren Muskelkontraktionen das Herz vor elektrischen Störungen schützen können.