Die Elektrizität ist ein Naturgesetz. Um dieses zu verstehen, müssen wir uns in die Welt der Naturwissenschaften begeben und uns dem Fachbereich der Atomphysik zuwenden. So wurde ich in der Berufsschule auf die Elektrokunde vorbereitet. Heute gilt diese Elektrizität sogar als eigener Zweig bei den Naturwissenschaften und daher dürfen wir uns davon nicht verstecken. Wir müssen uns damit befassen, ob wir wollen oder nicht.

Naturwissenschaften und Atomphysik sind Bereiche, die vermutlich vielen Leuten den Angst-schweiss auf die Stirn treiben. Man kann Atomphysik auch für gute Sachen nutzen und die Elektrizität ist eine davon.

Dabei ist diese Sache wirklich ausgesprochen einfach, denn sie wird sogar von der Natur be-herrscht und das sogar an Orten, wo wir es nicht erwarten würden, denn nur so funktioniert unser Körper so, wie wir wollen.

Grundsatz: Durch Reibung entsteht Elektrizität. Jeder Mensch kennt Gewitter mit den Blitzen, denn es gibt sie überall. Mit diesen machen wir unseren Anfang. Erst danach kommen wir dann zu einigen grossen Persönlichkeiten der Elektrotechnik. Wenn wir nun mit den Blitzen beginnen, dann müssen wir uns deren Entstehung ansehen und damit sind wir bei unserem Grundsatz, denn Reibung ist für den Blitz verantwortlich.

Die Blitze entstehen, wenn es zwischen den Wolken zu sogenannten Entladungen kommt. Diese können durchaus sowohl gegen das All, als auch gegen den Boden entladen werden. Sehr oft jedoch finden sie innerhalb von Wolken statt und damit sind wir bereits in der Welt der Atomphysik angelangt. Wir sollten so ein Atom kurz ansehen. Diese sind letztlich für unsere Elektrizität verantwortlich und sie werden wirklich entladen.

Nein wir werden nun keine Atome spalten. Ein Atom besteht aus zwei elektrisch unterschiedlichen Bereichen. Dabei spricht man von den Protonen und Elektronen. Meistens bildet der Kern das Proton und dieser wird nicht verändert werden. Um diese Protonen schwirrt nun eine unterschiedliche Zahl von Elektronen. Sie können sich das wie Motten vorstellen, die das Licht in der Nacht umkreisen und nie an ein Ziel kommen.

In einem Atom ist die Anzahl der Protonen immer mit der Anzahl Elektronen identisch. Dabei kreise die Elektronen um das Proton weil sich diese wegen den unterschiedlichen Polungen anziehen.

Wären diese jedoch gleich gepolt, würden sich die Elektronen abstossen. Sie können das mit zwei handelsüblichen Magneten vergleichen. Je nachdem, wie Sie diese zu einander halten, ziehen sie sich an, oder werden abgestossen.

Diese Bindung zwischen den Protonen und den Neutronen ist jedoch nicht so fest und so können sich Elektronen auch loslösen. Einzelne Motten fliegen auch wieder von der Lampe weg.

Das erfolgt bei den Atomen jedoch durch die Reibung der Luft zur Erde und bei unterschiedlicher Luftschichten sogar zwischen den beiden. So entstehen zwei getrennte Ladungen. Um das besser zu verstehen, greifen wir zum Na-delkissen.

Dort sind unterschiedlich farbige Köpfe. Die grünen sondern wir nun aus und legen sie einfach daneben hin. Das Kissen hat nun einige seiner Elektronen verloren und diese sind frei.

Sowohl das Kissen, als auch die aussortierten Nabel bilden einen Bereich, den wir nun Ladung nennen. Bereits jetzt ist bei den Atomen Elektrizität entstanden. Es ist wirklich nicht mehr, es werden einfach Elektronen den Atomen entnommen.

Diese durch Reibung entstandene Elektrizität wird daher schlicht als Reibungs-elektrizität bezeichnet. Durch diese entstandene Ladungen sind nun getrennt und wir haben die Elektrizität eigentlich bereits kennen gelernt. Doch nun kehren wir wieder zu den Atomen zurück, denn diesen fehlen nun Elektronen und wir haben vorher erfahren, dass deren Anzahl immer den Protonen entsprechen muss.

Diesen Zusammenhang erkannte im Jahre 1752 der Amerikaner Benjamin Franklin und er bezeichnete die beiden Ladungen als Pluspol und Minuspol. Dank diesen Erkenntnissen gelang es Frank-lin den Blitzableiter zu erfinden.

Der Blitz gleicht diese Ladungen aus und dabei sucht er sich den einfachsten Weg und das ist der erwähnte Blitzableiter. Dank diesem konnte die Gefahr von Blitzen gemildert werden.

Bei der Luft werden diese durch den Blitz wieder ausgeglichen. Und wir kommen nun zu dem Effekt mit der Reibungselektrizität in einem etwas kleineren Rahmen aufzeigt.

Es wird kaum jemanden geben, der diese Entladung von Elektri-zität nicht schon am eigenen Leib erfahren hat. Dazu müssen Sie die richtige Kleidung tragen und die Luft sehr trocken sein. Ins Spiel kommt nun die Türe und dort die Türfalle aus Metall.

Wenn Sie die Türfalle berühren, erhalten sie einen Schlag. Die durch die Reibung beim Gehen erzeugten Ladungen werden über das Metall wieder abgebaut.

Es ist das gleiche Phänomen, das bei einem Blitz auch zur Anwendung kommt. In dem Fall werden die elektrischen Lad-ungen auf einen Schlag wieder ausgeglichen. Das kann mit feuch-ter Luft vermindert werden und auch die Kleidung spielt dabei eine grosse Rolle.

Der Ausgleich der Ladungen bei der Türfalle sorgt immer dafür, dass wir Zucken. Auch wenn wir diese Entladung erwarten, der Effekt ist immer vorhanden. Das hat eine bestimmte Auswirkung, denn der Grund ist die in unserem Körper vorhandene Elektrizität. Bevor sie nun panisch werden, diese ist im Körper extrem wichtig und die Entladung sorgt nur dafür, dass diese etwas durcheinander gebracht wird und wir zucken.

Dieser Effekt führt uns ins Jahr 1770 und nach Italien. Der italienische Mediziner Luigi Galvani beobachtete mit einer Elektrisiermaschine an Froschschenkeln diese Zuckungen bei einem toten Frosch.

Damit erkannte er, dass die von den Muskeln erzeugten Bewegungen von elektrischen Impulsen ausgeführt wer-den. Diese werden vom Gehirn über eine Leiterbahn na-mens Nerv zum Muskel gesendet und dieser zieht sich zu-sammen.

Es ist also ein elektrischer Impuls dafür verantwortlich ist, dass der Arm bewegt wird. Genau dieser Umstand macht die äussere Elektrizität für den Menschen gefährlich.

Die Entladung an der Türfalle bleibt auf wenige Muskeln beschränkt und wirkt sich nicht auf jene des Herzens aus. Je nach Stärke können wir diese ungewollte Zuckung noch während mehreren Minuten spüren. In der Dunkelheit kann zudem ein kleiner Blitz erkannt werden.

An diesen Grundgesetzen wird sich nichts mehr ändern und wir wollen nun das erlernte zusammenfassen. Elek-trizität ist ein natürliches Phänomen, dieses arbeitet mit Ladungen, die in den Pluspol und den Minuspol aufgeteilt werden. Entstehen tut diese Spannung durch Reibung, die sich aufladen kann, wenn kein direkter Ausgleich erfolgt. Wir merken das mit dem Stromschlag, den wir bei der Türfalle bekommen.

Soweit war es mit der Atomphysik gar nicht so schwer und mehr ist es wirklich nicht mehr. Im Zusammenhang mit der Elektrizität gibt es jedoch drei Werte, die wir genauer ansehen müssen und mit denen jeder schon zu tun hatte. An dem Grundsatz für die Elektrizität ändert sich dabei nichts, denn die Werte sind immer vorhanden und dabei bilden drei Namen die Grundlage für die Elektrizität und für deren Verständnis.

Wer mit der Elektrizität arbeiten will, kommt nicht um drei Namen herum. Diese sind im Zusammenhang mit Werten wie Strom, Spannung und Widerstand untrennbar damit verbunden. An den Ladungen ändert sich jedoch nichts, wie können sie dadurch nur etwas besser verstehen und das wird sich mit den Werten schnell zeigen, denn sie sind so wichtig, dass sie sich sogar in den üblichen Sprachgebrauch auswirken.

Die Spannung: Den ersten Begriff bei der Elektrizität, den wir ansehen, ist die Spannung. Wir verwenden dieses Wort längst nicht nur bei der Elektrizität, denn mit Spannung erwarten wir, was nun kommt.

Zwischen zwei Menschen entstehen ebenfalls Spannungen. Wobei wir dort schon bald wieder bei der Elektrizität sind, denn in dem Fall kann es oft auch kräftig knallen und damit sind wir bei unserem bekannten Blitz.

Gehen wir ins Badezimmer und dort zum Waschbecken. Dieses besitzt einen Hahn aus dem das Wasser kommt und einen Abfluss aus dem es wieder abfliessen kann.

Dabei bilden diese unsere beiden Ladungen und die Spann-ung ist nichts anderes als die Differenz zwischen dem Druck der Wassersäule und dem Abfluss. Je grösser dieser Wert ist, desto stärker wird das Wasser ins Waschbecken strömen, doch dazu kommen wir später.

Angegeben werden Spannungen mit der Einheit Volt. Sie haben diese oft mit V abgekürzte Einheit schon öfters erkannt. An jedem elektrischen Gerät ist ein Schild vorhanden, der diese Einheit zusammen mit einem Wert angibt. Schauen Sie etwas genauer hin, denn oft werden dort Werte wie 230 V zu lesen sein und uns stellt sich die Frage, wie es zu dieser Einheit kommt und damit sind wir beim Namengeber der Spannung angekommen.

Den italienischen Physiker Allessandro Volta wollen wir nun etwas genauer kennen lernen. Daher kommen wir nun zu Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta. Er kam am 18. Februar 1745 in Como zur Welt und er sollte zu einer Berühmtheit werden. Wie damals oft vorgesehen, sahen seine Eltern eine Laufbahn als Jurist vor und daher wurde der Junge an die entsprechenden Schulen geschickt. Jedoch war er anderen Dingen angetan.

Im Selbststudium begann sich Allessandro Volta für die Elektri-zität zu interessieren. Der spätere italienische Physiker galt als Erfinder einer Batterie und er war einer der Begründer der Elek-trizitätslehre.

Zudem entdeckte Volta anhand der im Lago Maggiore aufstei-genden Blasen das Gas Methan. Ab dem Jahre 1810 wurde Volta letztlich noch in den Adelsstand gehoben und durfte sich fortan als Graf von Volta bezeichnen.

Volta verstarb am 5. März 1827 in Como und er war der erste grosse Physiker, der wichtig ist. Postum wurde im die höchste Auszeichnung vergeben, die einen Physiker zukommen konnte.

Nach ihm wurde die Einheit für die elektrische Spannung be-zeichnet. Neben der Einheit Volt war Volta auch auf der letzten 10 000 Lira Banknote von Italien abgebildet worden. Alleine das zeigt dessen Bedeutung eindrücklich auf.

Strom: Mit Strom verbinden viele Leute einen grossen Fluss. Damit sind wir aber auch beim Wasser und das hilft uns nun. Wenn wir wieder zum Wasserbecken zurück kehren, dann ändern wir nun den Zustand.

Wir öffnen den Wasserhahn und das Wasser läuft von diesem in den Abfluss. Dieser Wasserstrahl entspricht nun dem elektrischen Strom. Dort fliessen jetzt aber die Elektronen, die wir bereits kennen gelernt haben.

Die beim elektrischen Strom verwendete Einheit ist Ampère. Sie wird mit A abgekürzt und ist oft an Orten zu finden, wo es gerade darum geht, diesen Strom zu begrenzen. Jedoch stellt sich mit dieser Einheit auch gleich eine andere Frage.

Warum wird hier die französische Schreibweise angewendet? Die Antwort ist simpel, denn wir kommen zu einer weiteren aussergewöhnlichen Person im Bereich der Elektrizität.

Die Einheit ist die Ehrung für André-Marie Ampère. Ampère wurde am 20. Januar 1775 in Lyon geboren. Der wissbegierige Junge begann sich für die Bereiche Physik und Mathe-matik zu interessieren.

Als hervorragender Theoretiker wandte er sich der Elektrodynamik zu. Ampère verlor sei-nen Vater in Folge einer Hinrichtung, was ihn in eine Krise führte. Dennoch sollte er den Begriff der elektrischen Stromes massgeblich bestimmen.

Speziell bei den Theorien von Ampère war, dass er die Stromrichtung bestimmte. Jetzt kommen die schon früher erwähnten Werte Pluspol und Minuspol zum tragen. Ampère erkannte, dass der elektrische Strom immer gegen den negativ geladenen Bereich floss.

Es ist so, man sprich bei elektrischem Strom von einem Fluss und daher passt der vorhin erwähnten Wasserstrahl bestens. Damit haben wir nun die zweite Grösse.

Obwohl das Leben von André-Marie Ampère nicht mit viel Glück beseelt war, bleibt sein Name dank der Einheit für den elektrischen Strom immer in Erinnerung. Ampère verstarb 10. Juni 1836 in Marseille an den Folgen einer Lungenentzündung.

Die Ehrung mit der Einheit wurde ihm jedoch erst nach seinem Tod zu Teil. Die Bestimm-ung nach dem Namen des in Paris beigesetzten Ampère erfolgte im Jahre 1893.

Der Widerstand: Auch Widerstand wird immer wieder geleistet. Sie wehren sich vor dem Richter vor der neuen Statue für Ampère vor Ihrem Schlafzimmer.

Mit anderen Worten, Sie stellen sich gegen etwas und genau das macht der elektrische Strom auch. Im wird immer ein Widerstand entgegen stehen und er bildet den dritten Teil, den wir kennen lernen. Auch die Einheit für den Widerstand wird nach einem Physiker benannt.

Wenn wir auch für den elektrischen Widerstand unser Waschbecken nehmen, dann ist der Querschnitt der Leitung wichtig. Je nach dem Durchmesser kann in einer bestimmten Zeit mehr oder weniger Wasser fliessen.

Als Folge davon werden jedoch die Fallhöhe und die Menge des fliessenden Wassers beschränkt. Wie wichtig diese Verhältnisse wirklich sind, werden wir später noch genauer kennen lernen, denn zuerst muss das erkannt werden.

Georg Simon Ohm wurde am 16. März 1789 in Erlangen und somit in Deutsch-land geboren. Ohm stammte aus einem bürgerlichen Haus und befasste sich schon früh mit Mathematik und studierte Physik.

Dabei wurde sogar die Hoffnung geäussert, dass aus Georg Simon Ohm ein bekannter Physiker werden könnte. Auf Grund der von Georg Simon Ohm entdeckten Gesetzmässigkeiten wurde diese Vorstellung sogar übertroffen.

Ohm entdeckte während seiner Forschungen dem Zusammenhang von elektri-schen Strom zur Spannung und umgekehrt. Die daraus resultierende Wertig-keit wurde als Widerstand bezeichnet.

Damit war der Zusammenhang der vorgestellten Einheiten erwiesen worden und wir haben die wichtigsten Einheiten der Elektrizität kennen gelernt. Dabei sollte Ohm jedoch den grösseren Beitrag leisten, als Volta und Ampère das taten.

Georg Simon Ohm verstarb am 06. Juli 1854 in München. Dabei erlag er einem Schlaganfall und mit der Einheit Ohm für den elektrischen Widerstand wurde er geehrt. Auch hier erfolgte diese Ehrung postum im Jahre 1881 und dabei sollte es für die Ehrungen von Georg Simon Ohm nicht bleiben. Seine Berechnungen wurden nach im benannt und daher spricht man heute vom Ohmschen Gesetz, das man kennen muss.

In der Tabelle habe ich das Ohm’sche Gesetz aufgezeigt. Dabei besagt das Gesetz, dass die Stärke des durch ein Objekt fliessenden elektrischen Stromes proportional der elektrischen Spannung ist. Umgekehrt ist der Quotient aus Spannung und Strom der definierte elektrische Widerstand. Sollte das für Sie etwas zu viel Mathematik gewesen sein, dann schlüssle ich das Gesetz anhand der Bezeichnungen der drei vorgestellten Werte auf.

Aufgeschlüsselt entsteht dadurch URI. Dabei ist jedoch nicht der gleichnamige Kanton in der Zentralschweiz gemeint. Für das Gesetz nach Ohm müssen wir noch die mathematischen Zeichen einfügen. Unsere Formel wird somit korrekt als U=R*I dargestellt. Damit können wir bereits rechnen. Wer sich mit Elektrizität befasst muss diese Berechnung kennen, denn ohne dieses Gesetz können wir die weiteren Schritte vergessen.

Um den in einer Leitung möglichen Strom zu berechnen müssen wir diese Formel verändern. Der Strom berechnet sich nach der Formel I=U/R. Damit haben wir nun eine Formel, die zu einem mathematischen Problem führen kann. Sollte der Wert für den Widerstand null betragen, kann eigentlich eine Rechnung nicht mehr ausgeführt werden, denn durch nichts man kann nichts dividieren. Ohm jedoch sagt dazu ja.

Durch das Gesetz nach Ohm, hat der Wegfall des Widerstandes einen unendlich hohen Strom zur Folge. Mit anderen Worten der elektrische Strom wird schlicht nicht mehr begrenzt und daher ist der Widerstand extrem wichtig, auch wenn er kaum an einem Gerät zu lesen ist, denn ein Widerstand ist immer vorhanden, denn sonst kann auch keine Spannung entstehen. Bei einem unendlichen Strom gibt es keine Differenz mehr.

Damit können wir die Einführung in die Elektrizität beenden. Wir wissen, dass es sich um Naturwissenschaften handelt und dass mittlerweile der Spezialbereich Elektrizität geschaffen wurde. Selbst die Einführung in die Welt der Atome haben wir überlebt ohne dass es zu grossen Schäden gekommen wäre. Der Grund ist, dass wir nur die Elektronen stehlen und nicht den Kern mit den Protonen spalten, denn dann wird es gefährlich.