Warum ist Strom eigentlich so langsam?
Wenn ein Mensch an einem Ende einer Stromleitung den Schalter betätigt, geht am anderen Ende fast im selben Moment das Licht an. Also muss Strom blitzschnell sein, oder? Stimmt nicht. Bei einer Netzspannung von 230 Volt bewegen sich die Elektronen des elektrischen Stroms mit gerade einmal 0,0018 km/h. Warum das so ist und warum wir dennoch nicht stundenlang warten müssen, bis Strom verfügbar ist, erklärt René Braunstein von Energienetze Steiermark.
Der springende Punkt, der darüber entscheidet, dass Strom trotz der tatsächlich sehr niedrigen Driftgeschwindigkeit der Elektronen von nicht einmal zwei Metern pro Stunde dennoch sofort verfügbar ist, wenn man eine Spannung anlegt, ergibt sich daraus, dass die dafür nötigen Elektronen im Leiter bereits vorhanden sind. Wie wir ja alle wissen, sind – damit Strom fließen kann – ein leitfähiges Material, Spannung und ein geschlossener Stromkreis nötig.
In einem geschlossenen Stromkreis werden Elektronen vom negativen Pol abgestoßen und vom positiven Pol angezogen. Dadurch entsteht ein Elektronenstrom vom negativen Pol zum positiven Pol, wobei bei Wechselstrom die Polarität periodisch wechselt.
Die Tatsache, dass dieser Strom sofort nach dem Betätigen eines Schalters fließt und zum Beispiel eine Glühbirne nach etwaigem kurzen Aufwärmen sofort leuchtet, sagt aber nichts über seine Geschwindigkeit aus. Ein guter Vergleich, um sich das bildlich vorzustellen, ist eine Wasserleitung. Auch hier fließt das Wasser sofort aus dem Wasserhahn, wenn wir es aufdrehen. Das passiert aber nicht deshalb, weil es so schnell wäre, sondern weil es in der gefüllten Leitung schon da ist. Dass es aus der Leitung heraustritt, liegt an der Druckwelle, die durch das Öffnen des Hahns erzeugt wird und die sich tatsächlich sehr schnell bewegt, nämlich mit Schallgeschwindigkeit.
Bei Strom ist es ähnlich: Die Elektronen selbst bewegen sich sehr langsam, der annähernd sofortige Stromfluss ist dem Potentialunterschied zwischen Plus- und Minuspol geschuldet. Er breitet sich in einem Leiter fast mit Lichtgeschwindigkeit aus und treibt die Bewegung der Elektronen an. Umgelegt auf den Wasservergleich erfüllt er gewissermaßen die Funktion der Druckwelle, die das System in Bewegung bringt und hält.
Weitere spannende Berichte zum Thema Energie finden Sie in der „StromLinie“. Die aktuelle Ausgabe unseres Magazins zur Energiewende finden Sie hier.
Kostenloses Abo – jetzt bestellen!
Wenn sie die „StromLinie“ künftig per Post erhalten möchten, können Sie unser Magazin auch kostenlos abonnieren.