Warum fließt Strom eigentlich durch einen Verbraucher?

Wenn eine Lampe an eine Spannungsquelle angeschlossen und der Schalter geschlossen wird, fließt Strom und die Lampe leuchtet. Klingt selbstverständlich. Aber warum fließt der Strom überhaupt durch den Verbraucher? Schließlich sind elektrische Leitungen doch bereits voller Elektronen. Und die Elektronen, die gerade durch die Lampe fließen, kommen nicht erst in diesem Moment vom Kraftwerk.

Entscheidend ist die elektrische Spannung. Zwischen zwei Punkten mit unterschiedlichem elektrischem Potential entsteht ein elektrisches Feld. Wird ein geschlossener Stromkreis hergestellt, wirkt dieses Feld auf die frei beweglichen Ladungsträger im Leiter. In einem metallischen Leiter sind das vor allem Elektronen. Sie beginnen sich gerichtet zu bewegen – und genau diese gerichtete Bewegung elektrischer Ladung bezeichnet man als elektrischen Strom. Die Spannung ist dabei nicht der Strom selbst, sondern die Ursache dafür, dass sich die Ladungsträger bewegen können.

Interessant wird es beim Einschalten einer Lampe. Die Elektronen müssen nicht erst den gesamten Weg vom Kraftwerk bis zur Lampe zurücklegen. Im Leiter befinden sich bereits überall frei bewegliche Elektronen. Wird der Stromkreis geschlossen, breitet sich die Änderung des elektrischen Feldes sehr schnell entlang des Stromkreises aus und setzt die Ladungsträger in Bewegung. Deshalb reagiert eine Lampe praktisch sofort, obwohl sich die einzelnen Elektronen im Leiter im Mittel vergleichsweise langsam bewegen.

Was dabei tatsächlich übertragen wird, ist vor allem elektrische Energie. Der Verbraucher wandelt diese Energie in eine andere Form um. Eine Glühlampe macht daraus Licht und Wärme, ein Elektromotor Bewegung und ein Heizwiderstand Wärme. Wie viel Strom dabei fließt, hängt unter anderem vom elektrischen Widerstand des Verbrauchers und von der anliegenden Spannung ab. Für einen ohmschen Widerstand beschreibt das Ohmsche Gesetz den Zusammenhang: I = U / R. Bei gleicher Spannung fließt durch einen größeren Widerstand also weniger Strom.

Damit ein Strom dauerhaft fließen kann, muss der Stromkreis geschlossen sein. Wird der Schalter geöffnet, wird der Stromkreis unterbrochen und das elektrische Feld kann keinen geschlossenen Weg mehr bilden. Die Elektronen sind zwar weiterhin im Leiter vorhanden, aber es fließt kein dauerhafter elektrischer Strom durch den Verbraucher. Genau deshalb unterbricht ein Lichtschalter nicht einfach „den Strom“, sondern den Stromkreis.

Ein elektrischer Verbraucher ist deshalb weit mehr als nur ein Bauteil, durch das Strom hindurchfließt. Er ist der Ort, an dem elektrische Energie umgesetzt wird. Die Spannung stellt die notwendige Potentialdifferenz bereit, das elektrische Feld sorgt für die Wechselwirkung mit den Ladungsträgern und der geschlossene Stromkreis ermöglicht den kontinuierlichen Energiefluss. Wer diesen Zusammenhang verstanden hat, hat gleichzeitig eine wichtige Grundlage für viele weitere Themen der Elektrotechnik verstanden – vom einfachen Widerstand bis zum Elektromotor.