Genauer Unterschied zwischen Stromstärke- und spannung?

Natürlich habe ich bereits im Internet geforscht, was genau nun der Unterschied zwischen Stromstärke und Stromspannung ist. Kann auch gut sein, dass wir das einmal im Unterricht hatten, doch ganz sicher bin ich mir nicht. Im Internet bin ich nun auf die interessantesten Erklärungen gestoßen. Einer hat den Vergleich zwischen Strom und einem Bergfluss aufgestellt, ein anderer mit Menschen in einem Einkaufszentrum. Und obwohl diese Erklärungen alle sehr logisch schienen, waren sie für mich nie ganz einleuchtend. Das mag auch daran gelegen haben, dass jede 2. Erklärung wieder etwas anders ist, als die vorherige.

Nun frage ich also einmal ganz klar: Was genau ist der Unterschied zwischen Stromstärke und der Stromspannung? Eine Erklärung, die man sich gut einprägen könnte, wäre dabei besonders hilfreich!

Die Stromspannung, welche in Volt angegeben wird, gibt an, welche Menge an Energie nötig ist, um ein Objekt mit einer elektrischen Ladung innerhalb eines elektrischen Feldes zu bewegen. Somit ist die Stromspannung folgendermaßen definiert: U=I*R (Spannung = Stromstärke * Widerstand).

Die Stromstärke hingegen (angegeben in Ampere), gibt an, welche Ladungsmenge in einer bestimmten Zeit bewegt wird. Die physikalische Formel hierfür lautet I=Q/t (Stromstärke = Ladungsmenge pro Zeiteinheit).

Am Besten verstehst du das, wenn Du die Formel U= R*I und die Formel P= U*I ansiehst.

Die Stromstärke I, der Widerstand R und die Spannung U bilden ein Abhängikeitsgefüge. Wenn in einem Stromkreis eine der drei Größen geändert wird, wirkt sich das automatisch auch die anderen beiden Größen auch aus.

Die Spannung kann man Umgangssprachlich so umschreiben, dass man sagt, welche Arbeitskraft die elektrischen Ladungsträger haben. Wenn man viele elektrischen Ladungsträger hat, die in einer Zeitspanne durch die Leitung fließen, aber eine geringe Spannung, dann wird auch eine höhere Stromstärke kaum etwas ausrichten. Ein Beispiel dafür ist die Schutzkleinspannung. Bei Spielzeug darf die im Gerät verwendete Spannung 40 Volt Spannung nicht überschreiten, da dann auch große Stromstärken nicht gefährlich sind.

Wenn die Spannung hoch ist, aber nur eine geringe Stromstärke vorhanden ist, ist der Kontakt mit dem Stromkreis über kurze Zeit auch ungefährlich. Ein Beispiel dafür sind elektrische Schläge, die man z.B. nach dem Laufen auf synthetischen Böden auf sich zieht. Dabei können horrend hohe Spannungen von mehreren 10000 Volt entstehen. Da aber nur eine kurze Zeit nur ein kleiner Strom fließt, ist das auch wieder ungefährlich. Eine Dauerbelastung mit einer hohen Spannung und einem kleine Strom wäre aber schon wieder belastend, das erkennt man an dem Schmerz, den ein Funke auslöst.

Das Produkt aus Spannung und Stromstärke ist die elektrische Leistung, die in Watt angegeben wird. Je mehr elektrische Leistung, also je mehr Spannung und je größer die Stromstärke zusammen sind bzw. deren Produkt, desto mehr kann das elektrische Gerät durch die größere elektrische Leistung an elektrischer Arbeit verrichten.

Ein wenig veranschaulichen kann man die Vorgänge im Stromkreis mit dem Bild des Wasserkreislaufs. Allerdings hinkt dieser Vergleich, wie alle anderen Vergleiche auch. Wenn die Stromstärke groß ist, fließen viele Wassermoleküle durch eine Leitung. Bei hoher Spannung fließt das Wasser mit hohem Druck durch die Leitung. Wenn viel Wasser mit hohem Druck durch einen Leitung schießt, kann das Wasser durchaus Gebäude zerstören. Wenn viel Wasser mit wenig Druck fließt, entsteht ein ruhiger Fluss. In einem Kärcher fließt wenig Wasser mit hohem Druck. Damit kann man schon einiges putzen.

Um die Zusammenhänge im Stromkreis zu verstehen ist es am Besten, wenn man sich einen Elektrobaukasten kauft und Experimente macht. Die Ergebnisse zu sehen bringt mehr, als tausend erklärende Worte.

Ganz salopp formuliert kannst du es dir wie folgt einprägen:
Die Stromstärke ist ein Maß für die Anzahl der Ladungen.
Die Spannung ist ein Maß für deren Antrieb.

Beim Fließen von elektrischem Strom bewegen sich Ladungen von einem Ort zum anderen.
Laut exakter physikalischer Definition ist die Stromstärke (I) die Ladungsänderung (Ladung Q) je Zeiteinheit (Zeit t):
I = dQ / dt
Im Wortlaut: "Die elektrische Stromstärke gibt an, wie viel elektrische Ladung siche in jeder Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters bewegt." (DUDEN Paetec: Abiturwissen Physik)

In der Schulphysik spricht man von Spannung, in Fachkreisen (Elektriker zum Beispiel) ist von Potenzialen die Rede. Um uns herum existieren elektrische Felder. Jedem Punkt eines elektrischen Feldes kann ein Potenzial zugeordnet werden.
Nehmen wir einen Plattenkondensator: dort kann man den Abstand zur Platte als Maß für das Potenzial ansehen. Je weiter eine negative Ladung von der positiven Platte entfernt ist, desto größer idt ihr Potenzial. Betrachtet man nun zwei Punkte mit unterschiedlichem Abstand zur Platte, dann liegen unterschiedliche Potenziale vor. Diese Potenzialdifferenz sorgt für einen Antrieb der Ladungen.
Die Spannung (U) ist ein Maß für diesen Antrieb und wird als verrichtete Arbeit (W) je Ladung (Q) definiert:
U = W / Q
Im Wortlaut: "Die elektrische Spannung gibt an, wie stark der Antrieb des elektrischen Stromes ist." (DUDEN Paetec: Abiturwissen Physik)

lg AnGaiNoR

Also ein paar Anmerkungen muss ich hier doch noch machen.

Erstens: Den Begriff "Stromspannung" gibt es nicht und ist auch völlig falsch. Schon beim Lesen läuft es mir da kalt über den Rücken. Es gibt eine elektrische Spannung und einen elektrischen Strom, aber eben keine Stromspannung.

Absolut falsch ist, dass große Stromstärken bei einer niedrigen Spannung nicht gefährlich sind. Die Gefährlichkeit ist tatsächlich nur vom Strom abhängig. Allerdings kann bei einer geringen Spannung bedingt durch den körpereigenen Widerstand kein hoher Strom fließen (durch das schon erwähnte Ohm'sche Gesetz U = R * I). Allein das ist die Begründung, wieso eine geringe Spannung ungefährlich ist.

Genau das ist auch die Begründung, wieso eine statische Entladung für den Menschen ungefährlich sind. Die Spannung ist recht hoch, durch die begrenzte Ladungsmenge ist jedoch auch der Strom, der fließen kann, begrenzt (siehe die Formel Q = I * t ).

Für die Gefährlichkeit des Stromes spielt es natürlich noch eine Rolle, wie dieser Strom aussieht. Normaler Wechselstrom ist gefährlicher als Gleichstrom und hochfrequenter Wechselstrom ist aufgrund des Skineffektes wiederum weniger gefährlich (siehe Teslaspule).

Da hier schon Potentiale erwähnt wurden: Die Spannung lässt sich einfach durch die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten erklären. Die Stromstärke ist jedoch nicht die Anzahl der Ladungen, wie es ein Vorredner gesagt hat, sondern die Anzahl der Ladungen, die pro Zeit fließen. Das ist schon ein wichtiger Unterschied.

Der Vergleich mit einer Wasserleitung hinkt gar nicht so, sondern spiegelt prinzipiell genau die physikalischen Zusammenhänge wider. Der Druck zwischen zwei Punkten entspricht genau der elektrischen Spannung. Der Massefluss entspricht dem elektrischen Strom. Genauso gibt es eine Art Widerstand in diesem System. Die Zusammenhänge sind hier noch etwas komplexer, aber als Grundprinzip funktioniert es ganz gut. Es gibt noch viele weitere physikalische Systeme, die ähnliche Zusammenhänge beschreiben, von daher kann man durchaus auch andere Erklärungen finden.