Warum fließt Strom von Plus zu Minus?

Warum fließt Strom scheinbar von Plus zu Minus? – Ein genauer Blick auf die Konvention

Die Aussage „Strom fließt von Plus zu Minus“ ist eine weit verbreitete, aber vereinfachte und historisch bedingte Darstellung der elektrischen Stromrichtung. Sie basiert auf der sogenannten technischen Stromrichtung, die im Gegensatz zur tatsächlichen Elektronenbewegung steht. Um das Verständnis zu klären, müssen wir zwischen diesen beiden Richtungen differenzieren.

Die technische Stromrichtung: Diese Konvention, die bis heute in vielen technischen Zeichnungen und Berechnungen verwendet wird, beschreibt den Stromfluss von Plus nach Minus. Sie wurde etabliert, bevor die Entdeckung der Elektronen und ihr Verhalten in elektrischen Leitern bekannt war. Man ging damals fälschlicherweise davon aus, dass positive Ladungsträger den Stromfluss bewirken. Diese historische Konvention hat sich aus praktischen Gründen gehalten, da eine Änderung des etablierten Systems erhebliche Umstellungen in der Technik und Ausbildung nach sich ziehen würde.

Die physikalische Realität: Elektronenfluss von Minus nach Plus In Wirklichkeit sind es die negativ geladenen Elektronen, die den elektrischen Strom transportieren. Eine Batterie (oder eine andere Spannungsquelle) schafft eine Potentialdifferenz zwischen ihren Polen. Am Minuspol herrscht ein Elektronenüberschuss, am Pluspol ein Elektronenmangel. Die Elektronen bewegen sich daher vom Pol mit dem höheren Elektronenüberschuss (Minuspol) zum Pol mit dem Elektronenmangel (Pluspol), um das Potential auszugleichen. Dieser tatsächliche Elektronenfluss verläuft also von Minus nach Plus.

Der scheinbare Widerspruch: Der scheinbare Widerspruch zwischen technischer und physikalischer Stromrichtung resultiert aus der historischen Entwicklung der Elektrotechnik. Die technischen Berechnungen und die Anwendung der Kirchhoffschen Regeln funktionieren mit der technischen Stromrichtung einwandfrei. Es ist wichtig zu verstehen, dass die technische Stromrichtung lediglich eine Konvention ist, die das mathematische Verhalten des Stroms beschreibt, ohne die zugrundeliegende physikalische Bewegung der Ladungsträger zwingend abzubilden.

Analogie: Man kann sich den Stromfluss wie das Fließen von Wasser in einem Rohr vorstellen. Die technische Stromrichtung ist wie die Angabe der Flussrichtung des Wassers, ohne sich um die einzelnen Wassermoleküle zu kümmern. Der tatsächliche physikalische Prozess besteht jedoch aus der Bewegung der einzelnen Wassermoleküle.

Zusammenfassend: Strom fließt physikalisch von Minus nach Plus (Elektronenfluss). Die in der Technik übliche Aussage „Strom fließt von Plus nach Minus“ beschreibt die technische Stromrichtung, eine historisch bedingte Konvention, die für Berechnungen und technische Zeichnungen weiterhin verwendet wird und die Funktionstüchtigkeit nicht beeinträchtigt. Das Verständnis beider Richtungen ist essentiell für ein umfassendes Verständnis der Elektrizität.