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Was versteht man unter Stromstärke?

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Von dem Begriff Stromstärke hat wohl jedermann schon einmal gehört. Auch in Zusammenhang mit Netzteilen ist häufig von der Stromstärke die Rede: Netzteile werden für verschiedene Stromstärken und Spannungsbereiche angeboten.

Als Stromstärke wird im engeren Sinn die elektrische Stromstärke bezeichnet. Die Stromstärke gibt an, wie viele Elektronen oder Ionen, also elektrische Ladungen, innerhalb eines bestimmten Zeitraums transportiert werden. Strom wird immer in Ampere gemessen. Das Kennzeichen für Ampere ist ein großes A. Mit den Begriffen Strom und Stromstärke ist grundsätzlich das Gleiche gemeint. Gleichstrom wird mit dem Formelzeichen I und Wechselstrom mit dem Formelzeichen i angegeben.

Die elektrische Stromstärke wurde nach dem französischen Physiker Andre-Marie Ampere benannt. Mit dem Kennzeichen Ampere wird ein Strom gekennzeichnet, der mit 6,24150948 ·1018 Ladungsträgern pro Sekunde durch einen Querschnitt fließt. In diesem Fall beträgt die Stromstärke einen Ampere. Ein Ampere – oder 1 A – ist die internationale Grundeinheit für elektrischen Strom.

Auch bei einer Kontraktion der menschlichen Muskeln wird Strom ausgelöst: Die Stromstärke beträgt hier etwa zehn Milliampere. Ein herkömmlicher Elektromotor bringt es immerhin auf 150 Ampere. Bei einem Blitz kann eine Stromstärke von rund 300 Kiloampere gemessen werden.

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Thema: Ladegeräte

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Ladegeräte werden zum Aufladen von Akkus genutzt. Zu den bekanntesten Ladegeräten im Haushalt zählt das Ladegerät für Mobiltelefone. Bei den meisten Ladegeräten erfolgt der Ladeprozess über die Steckdose – im Auto gibt es zudem Ladegeräte mit 12 Volt über den Zigarettenanzünder. Besonders Autofahrer, die ihr Mobiltelefon häufig unterwegs nutzen, verwenden ein zusätzliches Ladegerät im Auto.

Ladegeräte werden in einfache und intelligente Ladegeräte eingeteilt. Ein einfaches Ladegerät liefert eine konstante Spannung, kann den Ladevorgang aber nicht eigenständig steuern. Beim Aufladen richtet man sich hier nach der angegebenen Zeit und nimmt das Netzteil anschließend vom Netz. Da sich der einfache Akku nicht eigenständig steuert, kann es während des Ladevorgangs zu einer Überladung oder auch Überhitzung kommen, was sich wiederum negativ auf die Lebensdauer des Akkus auswirkt. Viele hochwertige Ladegeräte sind zur Vermeidung dieser Problematik heute jedoch als intelligente Ladegeräte konzipiert, die den Ladevorgang selbständig überwachen. Der Akku wird von einem intelligenten Ladegerät beispielsweise über Stromimpulse geladen. Auch eine Schnellladung ist möglich. Intelligente Ladegeräte stoppen den Ladeprozess, wenn der Akku vollständig aufgeladen ist und können auch eine Entladung vor dem neuen Ladeprozess eigenständig durchführen. Der Begriff Erhaltungsladung umschreibt das eigenständige Wiederaufladen des Akkus, nachdem dieser vom Ladegerät vollständig geladen wurde. So wird der vollständige Ladezustand erhalten.

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Was versteht man unter einer Kleinspannung?

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In Zusammenhang mit dem Thema Netzteile ist auch immer wieder von sogenannten Kleinspannungen die Rede. Kleinspannungen sind für den Menschen bei einem Kontakt nicht gefährlich und dürfen einen Wert von 50 Volt Wechselspannung (bzw. 120 Volt Gleichspannung) nicht überschreiten. Die Kleinspannung wird zu den Niederspannungen gezählt und ist auch als Niedervolt oder Schwachstrom bekannt.

Man unterscheidet die Kleinspannung in eine Sicherheitskleinspannung, Schutzkleinspannung und Funktionskleinspannung. Alle Spannungen bieten einen besonderen Schutz vor elektrischen Schlägen. Für den Menschen hat die Niederspannung also den Vorteil, dass keine Gefahr bei einem direkten Kontakt mit der Spannung entsteht. Dies gilt für erwachsene Menschen.

Als typischer Anwendungsbereich von Kleinspannungen sind auch Niedervolt-Lampen bekannt. Diese Leuchten werden mit einer Spannung von zwölf Volt betrieben und zeichnen sich durch eine von herkömmlichen Lampen abweichende Konstruktion mit extra dickem Wendeldraht aus. Niedervolt-Lampen bieten in allen Räumen Schutz vor einer Berührungsspannung und lassen sich auch als kleine Leuchte mit hoher Lichtausbeute realisieren. Moderne Niedervolt Halogenlampen werden immer mit einem Trafo betrieben, der beispielsweise im Lampensockel verbaut ist. Weniger gut geeignet sind Niedervolt-Lampen allerdings zum dimmen, weil hier ein teurer Dimmschalter eingebaut werden muss.

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Hintergrundwissen Memory-Effekt

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Als Memory-Effekt wird die Verringerung der Kapazität von Akkus während der Nutzungsdauer bezeichnet. Dieser Effekt betraf Akkus und Batterien aus Nickel und Cadmium. Heute sind moderne Nickel-Cadmium-Akkus aber nicht mehr von Memory-Effekten betroffen. Auch diese modernen Akkus verlieren mit der Zeit an Kapazität, die jedoch aus Gründen wie Alterung und Erhitzung auftritt. Auch die Tiefentladung, also die Nutzung eines Akkus bis zur völligen Stromentnahme, kann zu einer Kapazitätenverringerung von Akkus führen und sollte daher vermieden werden.

Der Memory-Effekt äußert sich immer mit einem Abfall der Spannung. Der Akku hat sich den benötigten Energiebedarf anscheinend mit der Zeit gemerkt und stellt nur die durchschnittlich verbrauchte Energiemenge anstelle seiner vollständigen Kapazitäten zur Verfügung. Damit sinkt die Kapazität des Akkus dauerhaft. Der Memory-Effekt wurde in den 60er Jahren entdeckt und ist vermutlich auf folgende zwei Ursachen zurück zu führen: Kristallbildung und Umkristallisation.

Eine Kristallbildung ist beim dritten Aufladen von Nickel-Cadmium-Akkus zu beobachten. Wird der Akku nun zukünftig nicht vollständig aufgeladen, bilden sich weitere, größere Kristalle. Die Spannung bricht ein. Weiterhin kann eine Umkristallisation für den Kapazitätsverlust oder Memory-Effekt verantwortlich sein. Dies betrifft allerdings nur veraltete Ladetechniken, die den tatsächlichen Füllstand der Batterie außer acht lassen. Beim Aufladen des Akkus kann es somit zu einer Überladung kommen. Die Kapazität lässt dann wiederum dauerhaft nach.

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