Stromübertragung

Strom ist die Übertragung von elektrischer Energie. Sie wird durch Stromstärke und Spannung charakterisiert. Die Stromstärke ist die Menge der Ladung, die pro Zeiteinheit durch eine Leitung fließt. Die Spannung steht für die elektrische Energie, die eine Ladung mit sich führt. Die Ladung erhält ihre Energie etwa in einem Kraftwerk. Von dort wird sie in Haushalte und Betriebe übertragen, wo Elektrogeräte die Energie in eine nutzbare Form umwandeln, etwa in Wärme zum Heizen.

Beim Transport soll möglichst wenig Energie verloren gehen. Es entsteht aber Verlustwärme, wenn die Ladung mit Atomen des Leiters „zusammenstößt“. Daher nutzt man bei langen Strecken eine geringe Stromstärke, denn je weniger Ladungsträger fließen, umso weniger können kollidieren. Um trotzdem eine hohe Leistung zu übertragen, trägt jede Ladung viel Energie. Dazu nutzt man Hochspannung. Sie ist gefährlich für Menschen und elektrische Geräte: Bei Hochspannung wirkt die Luft nicht mehr als Isolator – es können Überschläge passieren. Deshalb muss man den Strom am Ziel schrittweise auf eine niedrigere Spannung bringen, ohne an Leistung zu verlieren. Das geschieht in Umspannwerken mit Transformatoren: Sie steigern die Stromstärke, wobei gleichzeitig die Spannung sinkt. Die Energie bleibt gleich.

Allerdings funktionieren Transformatoren nur mit Wechselstrom – der entscheidende Grund, warum Wechsel- statt Gleichstrom aus der Steckdose kommt. Während bei Gleichstrom die Ladung stets in eine Richtung fließt, kehrt sich die Bewegungsrichtung bei Wechselstrom periodisch um. In europäischen Netzen schwingt die Ladung 50 Mal pro Sekunde um ihre Position: mit einer Frequenz von 50 Hertz. Sie verlässt dabei im Mittel nicht ihren Ort, kann aber dennoch Energie zum Verbraucher übertragen. Im alltäglichen Sprachgebrauch wird der Strom „verbraucht“. Doch die Anzahl der Ladungen in der Leitung bleibt konstant. Ein Elektrogerät entzieht dem Stromnetz bloß die elektrische Energie und verwandelt sie in eine andere Energieform.