Elektrizität und elektrische Energie

Elektrische Energie

Hast du dich schon einmal gefragt, warum eine Glühlampe leuchtet? Der Grund dafür ist die elektrische Energie. Stell dir einen Stromkreis vor, in dem eine Batterie, eine Glühlampe und ein Schalter mit Kabeln miteinander verbunden sind. Man nennt so etwas einen elektrischen Schaltkreis. Wenn man einen solchen Schaltkreis zeichnet, benutzt man zur Vereinfachung bestimmte Zeichen für die Objekte, die sogenannten Schaltzeichen. Das Bild nennt man dann einen Schaltplan.

Wenn du dir das Symbol für den Schalter genauer ansiehst, kannst du schon etwas über die elektrische Energie lernen. Der Schalter steht auf eingeschaltet, wenn er geschlossen ist. Dann leuchtet auch die Glühbirne. Wenn der Schalter offen ist, leuchtet sie nicht. Wir können also schon aufschreiben:

Eine Lampe leuchtet nur in einem geschlossenen Stromkreis!

Das legt nahe, dass in einem geschlossenen Stromkreis etwas fließt. Das sind die elektrischen Ladungen. Den Fluss der Ladungen nennen wir den elektrischen Strom. Er hat das Formelzeichen $I$. Man spricht auch von Elektrizität.

Stell dir vor, wir würden zwar den Schalter schließen, aber die Batterie aus dem Stromkreis entfernen. Auch dann würde die Lampe nicht leuchten. Die Batterie muss also etwas mit dem Strom zu tun haben. Sie ist der Antrieb des Stroms. Sie ist ein Energiespeicher und gibt elektrische Energie ab, um den Strom anzutreiben. Das funktioniert so lange, bis die Batterie leer ist, also ihre Energiespeicher aufgebraucht sind.

Was ist elektrische Energie?

Die elektrische Energie hat das Formelzeichen $E$, wie die meisten Energieformen, und hat auch die Einheit Joule. Als elektrische Energie bezeichnet man per Definition Energie, die durch Elektrizität übertragen oder in elektrischen Feldern gespeichert wird.

Wenn der Schalter geschlossen und die Batterie voll ist, fließt also elektrischer Strom von einem zum anderen Pol der Batterie und sorgt dabei dafür, dass die Lampe leuchtet. Die Glühlampe leuchtet, weil sie elektrische Energie in Lichtenergie und Wärme umwandelt. Es ist wichtig, dass du das Wort umwandeln und nicht verbrauchen benutzt. Elektrische Energie kann man nämliche in andere Energieformen umwandeln, aber nicht verbrauchen, genauso wie jede andere Energieform.

Die Polung der Batterie bestimmt auch, in welche Richtung der Strom fließt. Der physikalische Strom fließt immer vom Minus- zum Pluspol. (Es gibt auch noch die technische Stromrichtung, die vom Plus- zum Minuspol zeigt.) Bei manchen Bauteilen hat diese Richtung auch einen Einfluss darauf, ob und wie sie funktionieren. Sobald der Schalter geöffnet wird, fließt kein Strom mehr. Der Strom fließt also entweder überall oder nirgends im Stromkreis. Aber ist er auch überall gleich groß?

Schauen wir uns an, was passiert, wenn wir zwei exakt gleiche Glühlampen hintereinander in den Stromkreis schalten.

Bei geschlossenem Schalter leuchten beide Lampen gleich hell, aber etwas dunkler, als wenn nur eine Lampe im Stromkreis ist. Durch beide Lampen fließt also der gleiche Strom. (Wieso sie trotzdem etwas dunkler leuchten, lernst du in der Videoreihe zum Thema elektrische Spannung.)

Elektrizität und elektrische Energie zusammengefasst

Hier erfährst du, was elektrische Energie ist und wie sie mit dem elektrischen Strom zusammenhängt. Auf weiteren Seiten wirst du lernen, wie man elektrische Energie berechnen kann und wie elektrische Energie und Leistung zusammenhängen.