Frage:

Wie kann ein Kabel Strom leiten?

Antwort:

Bei dem Wort „Strom“ denkt man vielleicht auch an einen Wasser- oder Gasstrom, der in eine bestimmte Richtung fließt. Wenn man nun vermutet, dass auch beim elektrischen Strom etwas fließt, so fällt es sicherlich schwer, sich vorzustellen, wie in einem festen Draht etwas fließen soll, denn der Draht ist ja nicht hohl wie etwa eine Wasser- oder Gasleitung.

Um das zu verstehen, muss man sich einen Draht - beispielsweise einen Kupferdraht - vergrößert vorstellen, und zwar so groß, dass man seinen Aufbau aus den kleinsten Teilchen, den Kupferatomen, erkennen kann. Diese Kupferatome bestehen aus dem Atomkern und den Elektronen, die sich um den Atomkern bewegen. Kupferatome, also Metallatome, haben die Eigenschaft, dass sie leicht Elektronen freigeben können. Solche freigewordenen Elektronen bewegen sich in den Freiräumen zwischen den Atomen.

Der elektrische Strom besteht demnach aus freien Elektronen, die in einer Richtung durch eine Leitung fließen. Denken wir beispielsweise an eine Wasserleitung: das Leitungswasser fließt, weil es einem Druckgefälle nachgibt. Also muss man bei einer elektrischen Leitung ebenfalls so etwas wie ein Druckgefälle aufbauen. Dazu muss man auf der einen Seite der Leitung einen Elektronenüberschuss (elektrisch negativ) und auf der anderen Seite einen Elektronenmangel (elektrisch positiv) erzeugen.

Die Größe dieses „Druckunterschieds“ nennt man Spannung. Die physikalische Einheit der elektrischen Spannung ist Volt (nach Alessandro Volta 1745-1827). Da die Elektronen alle gleich geladen sind, stoßen sie sich ab und fließen von dem Ende mit dem Elektronenüberschuss zu dem Ende mit dem Elektronenmangel: es fließt ein elektrischer Strom.