KNOW HOW :Elektrischer Strom

Geschichte des elektrischen Stroms

Thales von Milet, ein griechischer Philosoph und Mathematiker, machte bereits 600 vor Christus eine verblüffende Entdeckung: er rieb ein Stück Bernstein an einem Tierfell. Danach blieben zum Beispiel kleine Federn und Stückchen von Stroh daran haften. Milet konnte dieses Phänomen allerdings noch nicht erklären. Es war aber der Ursprung der Entdeckung der Elektrizität.

Sehr viel später, etwa um 1600 führt der Brite William Gilbert weitere Experimente mit Bernstein durch. In Folge seiner Versuche entwickelte er erste Thesen und Theorien. Gilbert war es auch, der das erste Mal den Begriff "elektrisch" verwendete. Seine Erkenntnisse waren die Grundlage für sämtliche weiteren Versuche und Entdeckungen anderer Forscher.

Natürliche Entladung durch einen Blitz

1672 war ein weiterer wichtiger Meilenstein in der Erforschung der Elektrizität. In diesem Jahr erfand Otto von Guericke, ein deutscher Physiker, eine Maschine zu Erzeugung von elektrischen Ladungen. Er nannte den Apparat "Elektrisiermaschine" und sie ist als erster wirklicher Generator zu sehen. Sie bestand im Wesentlichen aus einer Schwefelkugel, die drehend angebracht war. So wurden Funken erzeugt.

1733 konnte ein französischer Wissenschaftler namens du Fay nachweisen, dass es zwei unterschiedliche Arten von Ladungen gibt. Er entdeckte die positive und die negative Ladung.

Der erste Kondensator wurde im Jahre 1745 von zwei verschiedenen Wissenschaftlern, die aber unabhängig voneinander arbeiteten, entwickelt. Diese Wissenschaftler waren der deutsche Physiker von Kleist und der Niederländer von Musschenbroek. Der Kondensator wurde unter den Namen Kleistsche Flasche oder Leidener Flasche bekannt. In eine mit Alkohol gefüllte Flasche wird ein Nagel gesteckt. Anschließend wird ein Kontakt zu einer Stromquelle hergestellt. Auf diese Art und Weise wird Strom erzeugt. 1748 erhält die Leidener Flasche dann ihre endgültige Form, nachdem viele andere Wissenschaftler daran getüftelt haben. In dieser endgültigen Form ist kein Alkohol mehr vorhanden. Eine Innenwand, die mit Metall beschichtet wurde, ersetzt den Nagel des Originals. Die Außenwand wurde ebenfalls mit Metall beschichtet und bildet so eine Gegenelektrode. Diese Änderung beruht auf der Erkenntnis, dass jeder Leiter die elektrische Ladung speichern kann. Dazu muss er von einem Nichtleiter umgeben sein, der spannungsfest ist.

1752 war es an Benjamin Franklin, dem amerikanischen Forscher und Politiker, zu zeigen, dass auch Blitze in der Natur etwas mit Elektrizität zu tun haben. Berühmt geworden ist sein Drachenexperiment, bei dem er in der Nähe von Gewitterwolken einen Drachen steigen ließ. Zwischen der Schnur des Drachen und einem Schlüssel, der aus Metall bestand und geerdet war, entstanden Funken. Diese waren der Beweise für seine These. Heute noch profitieren wir von dieser Erkenntnis, denn als Folge des Beweises erfand Franklin den Blitzableiter.

1766 konnten die britischen Forscher Priestley und Cavendish nachweisen, dass es keine Ladung im Inneren eines Körpers gibt. Priestley machte außerdem noch eine bahnbrechende Entdeckung. Er fand heraus, dass die bestehende Kraft zwischen zwei Ladungen umgekehrt proportional ist, wie das Quadrat ihrer Entfernungen. Diese Entdeckung kann der französische Wissenschaftler Coulomb 1777 bestätigen. Er erfand eine Drehwaage, mit der die Kraft, die von elektrischen Ladungen ausgeübt wird, gemessen werden konnte. Nach ihm wurde das daraus folgenden Coulomb Gesetz benannt.

1786 machte der Italiener Galvani Versuche mit Froschbeinen, die er mit einem Metallmesser berührte. Dabei konnten Bewegungen der Muskeln ausgelöst werden. Er nannte das "tierische Elektrizität", die wirkliche Ursache war aber der Stromfluss zwischen den verschiedenen Metallen: das Messer war aus Stahl, die verwendete Unterlage für den präparierten Frosch bestand aus Zinn.

Galvanis Experimente wurden von Alessandro Volta fortgeführt, der dann im Jahre 1800 den ersten Vorläufer der heutigen Batterien baute. Dieser bestand aus dünnen Zink- und Kupferscheiben, die durch mit einer Salzlösung getränkte Pappscheiben voneinander getrennt wurden. Seine Erfindung wird auch Volta'sche Säule genannt.

1820 entdeckte der Däne Oersted, dass Magnetfelder durch elektrische Ströme erzeugt werden können. Der Franzose Ampère führt Oersteds Versuche fort und entwickelt erste Theorien zum Einfluss von Magneten und zum Elektromagnetismus.

1826 wurde vom deutschen Physiker Ohm das nach ihm benannte Ohmsche Gesetz entwickelt. Er erkannte den Zusammenhang zwischen Spannung, Widerstand und Stromstärke und entwickelte eine entsprechende Formel zur Berechnung der drei Größen.

1831 entdeckte der Brite Faraday die Wirkungsweise der elektromagnetischen Induktion. Er findet heraus, dass Elektrizität unter Einwirkung von Magneten und Bewegung entstehen kann.

1866 erfand der deutsche Ingenieur Siemens dann die erste Dynamomaschine. Es war der erste Generator, der wirklich auch in der Praxis eingesetzt werden konnte.

Moderner Elektromotor

Der wahrlich bedeutendste Erfinder war aber wohl Edison. Er verbesserte die Glühlampe, was im Jahre 1877 geschah. Außerdem entwickelte er unter anderem den Filmprojektor. Ab 1882 wurden Kraftwerke von ihm mit entwickelt, die dann Strom für die Beleuchtung der Stadt und auch der privaten Haushalte produzieren sollten. Allerdings arbeitete er mit Gleichstrom, der sich zum Teil nachteilig auswirkte.

Der Amerikaner Westinghouse erwarb von dem Elektrotechniker Tesla ein Patent für den Bau von Wechselstromgeneratoren. Westinghouse sah die Probleme, die bei der alleinigen Verwendung von Gleichstrom entstanden und widmete sich der Entwicklung des Wechselstroms. 1891 entwickelte Tesla einen Transformator für die Erzeugung von Hochspannung für Wechselstrom.

Letztendlich konnte sich die Verwendung von Wechselstrom allgemein durchsetzen und in den kommenden Jahren steigerte sich der Energiebedarf privater Haushalte und auch von Unternehmen um ein Vielfaches. 1930 setzte dann ein großflächiger Anschluss der privaten Haushalte an das öffentliche Stromnetz ein. Das ist eigentlich der Zeitpunkt, seit dem der Elektrische Strom aus dem Leben der Menschen überhaupt nicht mehr wegzudenken ist.

Heute geht die Forschung dahin, dass immer neue Möglichkeiten der Gewinnung von Energie gesucht und entwickelt werden. Die Nutzung von Kernenergie und der Einsatz der Photovoltaikanlagen sind nur zwei Beispiele dafür. Außerdem wird stetig in eine Verbesserung der bereits bestehenden Methoden investiert. Alle Erkenntnisse jedoch, die heute gewonnen werden, beruhen auf den Entdeckungen der Forscher in den vergangenen Jahrhunderten.

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