Was ist eigentlich Elektrizität? – Einfach erklärt

Der Begriff Elektrizität stammt vom altgriechischen Wort „ēlektron“, das „Bernstein“ bedeutet. Der Grund: Erste Beobachtungen zur Reibungselektrizität wurden am Bernstein gemacht.

Elektrizität ist ein physikalischer Oberbegriff für alle Phänomene, die durch elektrische Ladungen entstehen – egal ob sie ruhen oder sich bewegen.

🔌 Elektrizität und Strom – was ist der Unterschied?

Im Alltag werden die Begriffe „Elektrizität“ und „Strom“ oft gleich verwendet. Physikalisch gesehen gibt es jedoch einen klaren Unterschied:

Elektrizität

Elektrizität beschreibt alle Erscheinungen, die mit elektrischen Ladungen zu tun haben:

• statische Elektrizität
  z. B. Haare stehen zu Berge, wenn man einen Luftballon daran reibt
• dynamische Elektrizität
  z. B. die Bewegung von Elektronen in einem Kabel

Elektrizität umfasst Begriffe wie elektrische Spannung, Ladung oder elektrische Felder.

Strom

Strom ist die gerichtete Bewegung von Elektronen bzw. Ladungsträgern durch ein leitfähiges Material (z. B. Kupferdraht).

Strom fließt nur, wenn:

1. eine Spannungsquelle ein elektrisches Potential erzeugt
2. ein Leiter die beiden Pole verbindet

Kurz zusammengefasst:

• Elektrizität = Überbegriff für alle elektrischen Phänomene
• Strom = konkrete Bewegung von Ladungen in einem Leiter

⚡ Einheiten der Elektrizität – Strom, Spannung, Widerstand

Elektrizität lässt sich nur verstehen, wenn man die grundlegenden Größen kennt. Diese stehen durch das Ohm’sche Gesetz (1826, Georg Simon Ohm) in direktem Zusammenhang.

Elektrische Spannung (U)

Die Spannung beschreibt den „Druck“, der die Elektronen antreibt.

• entsteht durch Ungleichgewicht von Elektronen zwischen zwei Polen (z. B. Plus/Minus einer Batterie)
• je größer das Ungleichgewicht, desto höher die Spannung

Einheit: Volt (V)

Elektrischer Strom (I)

Strom ist die Menge an Elektronen, die pro Sekunde durch einen Leiter fließt.

• fließt nur, wenn Plus und Minus über einen Leiter verbunden sind

Einheit: Ampere (A)

Elektrischer Widerstand (R)

Der Widerstand bremst den Stromfluss – ähnlich wie eine Engstelle in einem Wasserrohr.

Beispiele für Widerstände:

• Glühlampen
• Klingeln
• Motoren

Widerstand sorgt dafür, dass Geräte funktionieren und verhindert gefährliche Kurzschlüsse.

Einheit: Ohm (Ω)

🧪 Wie hängen diese Größen zusammen?

Die Beziehung wird beschrieben durch das:

Ohm’sche Gesetz:

U=R⋅IU = R \cdot IU=R⋅I

Das bedeutet:

• höhere Spannung → mehr Strom
• höherer Widerstand → weniger Strom

Wo begegnet uns Elektrizität im Alltag?

Elektrizität und alltägliche Phänomene begleiten, begeistern und verunsichern die Menschen schon immer. Dazu zählen u. a.:

• der Blitz bei einem Gewitter,
• die magnetische Anziehungskraft,
• der Blitz bei der elektrostatischen Aufladung oder
• Fangtechniken mancher Fischarten (Zitteraal, Zitterrochen).

Die elektrostatische Aufladung des Bernsteins, der für die Namensgebung herangezogen wurde, ist seit der Antike bekannt. (siehe ebenfalls Quelle 1)

Sicherlich haben Sie das ein oder andere Mal eine besondere Entladung gespürt. Das kann u. a. bei der Berührung anderer Menschen oder metallischer Gegenstände (Türklinke, Autotür, …) durch ein Blitzen entstehen. Dabei fließt elektrischer Strom.

Elektrostatische Aufladung entsteht durch Reibung. Sie entsteht meist unbemerkt.

Bei so einem „Schlag“, den wir Menschen in solchen Situationen bekommen, ist der Stromfluss allerdings sehr gering und nicht gefährlich. Dies sieht an anderen Stellen, bei denen Elektrizität zum Einsatz kommt, deutlich anders aus. Hier ist Aufklärung für Kinder gefragt: erläutern Sie Kindern die Gefahren, die Strom mit sich bringen kann und wo sie besonders vorsichtig sein müssen. Elektrizität und der bewusste Umgang mit dieser scheinbar unsichtbaren und stets verfügbaren Kraft verlangt wichtige Verhaltensregeln, die Kinder schon ab frühem Alter kennen sollten und die auch für Erwachsene gelten:

• keine Experimente mit dem elektrischen Strom aus der Steckdose
• keine Basteleien an Elektrogeräten
• keine fehlerhaften Leitungen und/oder defekten elektrischen Teile nutzen

Mit der entsprechenden Vorsicht lernen Kinder, dass Elektrizität im Alltag eine tolle Helferin in vielseitigen Einsatzgebieten ist. Richtig eingesetzt macht sie das Leben praktischer und schöner.

Tipp:

Infos, wie Familien im Alltag Strom sparen können, gibt es auch bei uns im Magazin.

Elektrizität und noch viele weitere Fragen

Woher kommt sie? Wie wird sie gewonnen? Wie wird sie transportiert?

Diesen Fragen kann direkt im eigenen Umfeld auf den Grund gegangen werden. Elektrizität stammt meist aus Kraftwerken, in denen Strom generiert wird, damit wir Menschen ihn nutzen können. Das können mechanische Herstellungsweisen sein, beispielsweise durch Dampfturbinen, die mit Kohle oder Gas betrieben werden. Es können aber auch moderne Prozesse für die Erzeugung erneuerbarer Energie durch Windkraftanlagen, Solarpanels oder Wasserkraftwerke sein. Ein ganz kleiner, aber auch häufig genutzter Gegenstand zur Energieerzeugung ist die Batterie, in der elektrische Energie durch chemische Reaktionen erzeugt und gespeichert wird. Letztlich geht es in allen diesen Fällen darum, dass die Bewegung von Elektronen so gesteuert und genutzt wird, um Strom zu erzeugen.

Der in Kraftwerken gewonnene Strom wird über ein weit verzweigtes Stromnetz transportiert. Zu diesem Netzwerk zählen Hochspannungsleitungen, Umspannwerke, Niederspannungsleitungen und Verteilnetze innerhalb von Städten und Gemeinden. So wird der Strom nicht nur transportiert, sondern auch dessen Spannung so angepasst, dass wir Menschen die Elektrizität in unseren Haushalten, Arbeitsstätten, öffentlichen Einrichtungen, usw. nutzen können.

All das lässt sich im Alltag entdecken und wahrnehmen. Gehen Sie mit Ihrem Kind auf eine gemeinsame Forscherreise in Sachen Elektrizität. Diese Reise könnte folgende Stationen enthalten:    

Entdeckungen zu Hause

• Durch die Wohnung gehen, Steckdosen zählen und elektrische Geräte entdecken >> wo spielt Elektrizität bei uns eine Rolle?
• Wie sehen unterschiedliche Batterien aus und in welchen Geräten werden sie genutzt?
• Typenschilder elektrischer Geräte lesen >> was gibt es über die verschiedenen Geräte zu wissen?
• Verteilungskasten/ Sicherungskasten ansehen >> warum regeln wir den elektrischen Strom bei uns in der Wohnung?

Entdeckungen im Freien

• Freileitungen
• Strommasten und -kästen
• Öffentliche Beleuchtung: Laternen, Werbetafeln und -schilder
• E-Autos und Ladesäulen
• Solaranlagen
• Umspannwerke
• Wasserkraftwerke
• Windräder

Besuch(e) von Mitmachausstellungen, auch wenn sie manchmal über den Rahmen der Elektrizität gehen und weiter gefasst sind, wie z. B.

• Phänomenia in Stollberg/Erzgebirge,
• Mathematisch-physikalischer Salon in Dresden
• Phänomania in Essen- Katernberg; Büsum, Carolinensiel
• Phänomenta in Peenemünde
• Phaeno in Wolfsburg
• experimenta in Heilbronn
• uvm.

Tipp:

Besuchen Sie gemeinsam einen Tag der offenen Tür bei Ihrem Energieversorger vor Ort.

Das weitere Befassen mit den „Geheimnissen“ der Elektrizität

Ihr Kind hat Interesse an Physik und Technik? Dann kann Elektrizität Teil von spannenden Hobbies sein. Es gibt viele Freizeitbeschäftigungen, die sich damit befassen und praktische Anwendungen für Strom und Co. finden:

Modelleisenbahn

• Eine elektrische Verdrahtung ermöglicht erst das Fahren der Miniaturzüge.
• Zur Steuerung der Anlage wird Strom benötigt.
• Auch Transformatoren kommen zum Einsatz.

Robotik

• Der Bau von kleinen Robotern oder sogar ferngesteuerten Fahrzeugen ist eine tolle Möglichkeit, Elektrizität mit Technologie zu verbinden.
• Hier gibt es viele Einstiegsmöglichkeiten, um praktische Fähigkeiten zu entwickeln und mehr über Elektronik und Programmierung zu lernen.

Mitarbeit in einem Schülerforschungszentrum

• Hier gibt es vielfältige schulische und außerschulische Angebote für Kinder.

Teilnahme an „Jungend forscht“

• Hier werden Talente und Projekte bspw. in den Fachgebieten Physik und Technik gefördert.
• Jährlich finden weit über 100 Wettbewerbe bundesweit statt.
• Eine Teilnahme ist bereits ab der 4. Klasse möglich.

Das intensive Beschäftigen mit der Elektrizität in ihren zahlreichen Facetten führt zu Überlegungen mit elektrischem Strom sinnvoll umzugehen. Das bringt viele Vorteile für einen sicheren Alltag.

Linktipps zur Elektrizität

• https://klexikon.zum.de/wiki/Elektrizit%C3%A4t
• https://www.planet-wissen.de/technik/energie/elektrizitaet/pwiewasistelektrischerstrom100.html
• https://www.tuev-kids.de/639/begriffserklaerung-elektrizitaet/
• https://mathematisch-physikalischer-salon.skd.museum/vermittlung/salon-im-salon/
• https://www.jugend-forscht.de/index.php?id=1

Quelle:

1. https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrizit%C3%A4t