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Fragen und Antworten

Was ist Elektrizität?

Was ist Elektrizität?

  • Physik

Wenn wir uns die Elektrizität aus unserem Alltag wegdenken, dann würde es um uns herum sehr anders aussehen. Computer, Handys, Tablet, elektrisches Licht, alle elektrischen Geräte im Haushalt, das Telefonnetz und das Internet, unsere Autos, E-Bikes, E-Roller…. Die Liste ließe sich lange fortführen. All diese Dinge funktionieren nur mit und durch Elektrizität. Und nicht nur die Technik – auch Tiere machen sich Elektrizität zu Nutze. Beispielsweise betäuben Zitteraale ihre Beute mit Elektrizität und Hummeln orientieren sich mit ihrer Hilfe bei der Suche nach lohnenden Blüten. Aber was ist denn nun Elektrizität?

Dazu muss man sich einmal erst den Aufbau von Materie anschauen: Alle Materie ist aus kleinen Teilchen aufgebaut, von denen manche eine besondere Eigenschaft besitzen, die elektrische Ladung. Wir unterscheiden positive und negative elektrische Ladungen. Elektrisch positiv geladene Teilchen stoßen sich gegenseitig ab, ebenso elektrisch negativ geladene. Aber ein elektrisch positiv geladenes Teilchen und ein elektrisch negativ geladenes Teilchen ziehen sich gegenseitig an. Das ist so ähnlich wie bei einem Magneten mit Nordpol und Südpol.

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Diese Anziehung und Abstoßung ist für viele elektrische Phänomene verantwortlich. Beispielsweise, wenn Papierschnipsel ohne Kleber an einem Luftballon haften (elektrische Anziehung) oder wenn die Haare hochstehen, weil man auf einem Trampolin gehüpft ist (elektrische Abstoßung).

Wenn in einem Material die elektrisch geladenen Teilchen außerdem beweglich sind, dann kann diese Anziehung und Abstoßung dazu führen, dass sich die Teilchen in Bewegung setzen. Besonders gut geht das in Materialien, die wir „elektrische Leiter nennen, wie z.B. Metalle. Wenn sich viele gleiche Ladungen in eine Richtung bewegen, dann nennen wir das einen elektrischen Strom. Beispielsweise werden die negativ geladenen Teilchen in einem Kabel von den positiven Teilchen am Pluspol einer Batterie angezogen. Sie bewegen sich durch das Kabel zum Pluspol hin. Im Stromkreis fließt nun ein Strom. Sehen oder riechen kann man den Strom allerdings nicht. Er ist unsichtbar, denn die Teilchen sind viel zu winzig, um sie zu sehen.

Wenn das Material eigentlich gar nicht gut leitet (beispielsweise Luft), dann sind die elektrisch geladenen Teilchen also nicht gut beweglich. Wenn allerdings dann auf der einen Seite sehr viele positive Ladungen und auf der anderen Seite sehr viele negative Ladungen sind, dann ist die Anziehung so groß, dass die Teilchen sich doch bewegen können. Das passiert beispielsweise beim eindrucksvollsten elektrischen Ereignis in der Natur: beim Blitz.

Warum kann man nun so viel mit Elektrizität anfangen? Wenn sein Strom aus elektrisch geladenen Teilchen fließt, dann passieren dadurch noch andere Dinge im Material. Beispielsweise kann das Material dadurch erwärmt werden. Das nutzen wir in einem Wasserkocher oder einer elektrischen Heizung. Das Material kann auch beginnen zu leuchten. Das nutzen wir in Glühlampen und LEDs. Es entsteht durch den Strom außerdem ein Magnetfeld. Das kann man nutzen, um einen Elektromotor zu betreiben und etwas in Bewegung zu versetzen, z.B. einen Ventilator oder ein Elektroauto. Das ist also der Grund, warum Elektrizität so vielseitig einsetzbar ist und wir damit so viele unterschiedliche Geräte in unserem Alltag betreiben können.

Aber: Von nichts kommt nichts. Auch die elektrische Energie muss irgendwoher genommen werden. In Batterien kommt sie aus den Chemikalien, die später als besonderer Müll entsorgt werden müssen. Viele Kraftwerke produzieren viel CO2, dies ist schädlich für unser Klima. Elektrische Energie ist also eine tolle Sache, aber wir sollten sehr sparsam damit umgehen. Stell dir vor: Alleine für den Stand by-Betrieb aller elektrischen Geräte in Deutschland braucht es die elektrische Energie von zwei Kraftwerken! Auch das Streaming ist ein Energiefresser: Eine Stunde Video-Streaming verursacht 150g CO2. Das ist soviel wie ein Kilometer Autofahrt. Das klingt vielleicht nicht viel, aber rechnet man das auf ganz Deutschland um, kommt dabei einiges zusammen! Also: Öfter mal den Stecker ziehen. Ein Buch lesen oder eine DVD schauen statt streamen. Mit dem Fahrrad zu Freunden fahren, anstatt zu chatten oder Online-Spiele zu spielen. Elektrizität ist am schönsten, wenn wir sparsam mit ihr umgehen.