Alles über Elektrizität

Elektrizität in der Natur und zu Hause

Schon gewusst? Elektrizität können wir in der Natur beobachten. Zum Beispiel sind Blitze während eines Gewitters sehr kurze, gewaltige Übertragungen elektrischer Energie. Oder du erzeugst die Elektrizität selbst: Probiere mit einem Lineal an einem Wollpullover zu reiben. Das Lineal wird auf diese Weise elektrisch aufgeladen und du kannst dann damit etwa Papierschnipsel aufheben. Durch das Reiben des Lineals gehen viele kleine, für das Auge unsichtbare Teilchen von der Wolle auf das Lineal über, die „elektrisch“ geladen sind. Diese kleinen Teilchen sind negativ geladen und heißen Elektronen. Wenn zu viele davon an einer Stelle sind, haben sie das Bedürfnis sich wieder zu verteilen. Wenn sich die Elektronen dafür von einem Ort zum anderen bewegen, entsteht Strom. Diese elektrische Energie kann zum Beispiel für den Betrieb von Ge­räten oder Motoren verwendet werden.

Wie kommt der Strom in der Steckdose?

Die Steckdosen in unseren Wohnräumen sind mit dem Stromnetz verbunden. Der Strom, der bei uns aus der Steckdose kommt, wird in einem Kraftwerk erzeugt. Ein Kraftwerk kannst du mit einem Dynamo an deinem Fahrrad vergleichen. Wenn du fest in die Pedale trittst – das heißt, wenn du Kraft aufwendest – wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt und das Licht an deinem Fahrrad leuchtet. In einem Wasserkraftwerk wird zum Beispiel mit Wasser ein Schaufelrad, die sogenannte Turbine, angetrieben. Diese Energie aus dem Wasser wird dann in elektrische Energie umgewandelt.

Vom Kraftwerk wird der Strom über Hochspannungsleitungen transportiert. Über Umspannwerke und Trafostationen wird der Strom dann an jene Orte verteilt, wo er genutzt wird. Auch zu dir nach Hause. Du hast sicher schon die Strommasten gesehen, zwischen denen die Leitungen gespannt sind. Bevor der Strom dann zu den Steckdosen geleitet wird, und du ihn nutzen kannst, wird die hohe Spannung in den Trafostationen wieder kleiner gemacht. Jetzt kannst du das Licht aufdrehen, Musik hören oder am Herd dein Mittagessen wärmen. Aber gib acht: Der Strom aus der Steckdose ist lebensgefährlich. Du darfst keinesfalls in die Steck­dose hineingreifen oder Dinge in die Steckdose stecken!

Wie wird Energie gemessen?

Eine bestimmte Menge Energie wird als Joule (gesprochen = „dschul“) oder Kalorie bezeichnet. Joule und Kalorien sind die Einheiten, in denen Energie gemessen wird. Ähnlich wie das Kilogramm für das Gewicht. Ein Joule Energie benötigst du zum Beispiel, um einen Stein mit einem Kilogramm zehn Zentimeter in die Höhe zu heben.

Das Wort Joule oder Kalorie hast du sicher schon im Zusammenhang mit Lebensmitteln gehört. Es wird häufig verwendet, um anzugeben, wie viel Energie in Nahrungsmitteln enthalten ist. Stell dir ein riesiges Stück Torte mit viel Schlagobers vor: Eine echte „Kalorienbombe“ – dieses Wort ist dir sicher bekannt.

Watt und Kilowattstunden

Im Zusammenhang mit Energie wird auch der Begriff Watt oft verwendet. Watt gibt an, wie viel Energie (also Joule) pro Sekunde verbraucht wird, um etwas zu tun. Zum Beispiel kannst du in Watt angeben, wie viel Energie deine Taschenlampe pro Sekunde aus der Batterie benötigt oder wie viel Strom deine Playstation pro Sekunde braucht. Zum Beispiel wird Watt auch bei Lampen verwendet: Da wird angegeben, wie viel Energie eine Lampe verbraucht, um Licht zu erzeugen.

Möchtest du berechnen, wie hoch der Energieverbrauch beim Playstation-Spielen war? Dann musst du die Joule oder Watt pro Sekunde mit der Zeit multiplizieren, in der du gespielt hast. Dieser Energieverbrauch wird als Wattstunden bezeichnet. Soll ein größerer Energieverbrauch ausgedrückt werden, dann sprechen wir von Kilowattstunden: 1.000 Wattstunden (Wh) sind eine Kilowattstunde. Die Abkürzung für Kilowattstunden lautet kWh. Eine 10 Watt LED-Lampe, die zehn Stunden lang brennt, verbraucht 100 Wh (10x10) oder 0,1 kWh (100 geteilt durch 1.000).