Elektrizität

Elektrizideet (vo griechisch ἤλεκτρον ēlektron „Bärnstäi“) isch dr füsikalischi Oberbegriff für alli Fenomeen, wo iiri Ursach in ere elektrische Laadig häi, sig si in Rue oder bewegt. Do drzue ghööre e Hufe bekannti Fenomeen wie Blitz oder d Chraftwirkig vom Magnetismus. Dr Begriff Elektrizideet isch in dr Naturwüsseschaft nit sträng abgränzt. Bestimmti Äigeschafte zellt ma aber zum Kärnberiich vo dr Elektrizideet:

• Die elektrischi Laadig. Si isch en Äigeschaft vo bestimmte atomare Däili wie de negativ glaadene Elektrone und de positiv glaadene Protone, wo as Laadigsdrääger bezäichnet wärde. D Laadig wird in dr Äihäit Coulomb gmässean. D Bezäichnig positiv bzw. negativ isch historisch und zuefellig. E wääsentligi Äigeschaft isch, ass sich elektrischi Laadige vo dr gliiche Sorte abstosse, wäärend sich ungliichi Laadige aaziehn.
• Dr elektrischi Stroom. Er beschribt e Beweegig vo elektrische Laadigsdrääger, wird in dr Äihäit Ampere gmässe und isch under anderem d Ursach vo magnetische Fälder. Wenn elektrischi Laadige beschlöinigt wärde, wird es elektromagnetischs Fäld erzügt. Die wärde im Beriich vo dr Elektrodynamik beschriibe und chönne sich unabhängig vo elektrische Läiter im Ruum usbräite.
• Fäldgrössene wie s elektrische Fäld, wo d Zustandsgrössi vo elektrische Laadige im Ruum beschribt, ghööre drzue. Die elektrischi Spannig, wo drzue ghöört und au as elektrischs Potenzial bezäichnet wird, verchnüpft d Energii mit dr elektrische Laadig im elektrische Fäld. Si wird üübligerwiis in dr Äihäit Volt gmässe.

D Hoor vom ene Bueb, wo uf ere Blastigrutschbaan aabegrutscht isch und sich elektrostatisch ufglaade het, stoosse sich geegesitig ab und stöön dorum uf.

Vorgäng, wo s käini oder fst käini zitlige Änderige git, ghööre zur Elektrostatik. Vorgäng, wo die zitligi Änderig e wääsentligi Rolle spiilt, zelt mä zur Elektrodynamik.

Blitz as en Uswirkig vo Elektrizideet

Elektrizideet im Alldaag

Im hütige Alldaag cha mä ooni Elektrizideet im Sinn vo elektrischer Energii kuum me si. D Lüt merke das aber mäistens erst, wenn s e Stroomusfall git. Aber es git 1,4 Milliarde Lüt uf dr ganze Wält, wo käi Zuegang zu elektrischer Energii häi.^[1] Fast alle Stroom wird in Chraftwärk erzügt und er wird flechideckend über Stromnetz verdäilt. Sit mee as eme Joorhundert bestimme Aawändige vo Elektrizideet, wie s elektrische Liecht, Wermi und Chraft s menschlige Lääbe immer mee. E wääsentligi Bedütig het d Elektrizideet im Beriich vo dr Kommunikazioonstechnologii und dr Informazioonstechnologii.

Elektrizideet in natürliger Form isch bi Blitz seer spektakulär, vil weeniger merkt mä von ere im Närvesüsteem vo Lääbewääse, wo d Spannige bim Überdrääge vo Informazioon munzig si, bis öbbis schief goot. Je noch däm wie stark si isch, het Elektrizideet underschiidligi Uswirkige uf e menschlig Körper. Für Stromumfäll isch d Sterki und d Zit, wo dr Strom dur e Körper fliesst, wääsentlig. Elektrischi Strööm vo äbbe 30 mA aa chönne gföörlig si und s Schnuufe leeme und s Härz aahalte. Uf dr äinte Site wird dr elektrischz Stroom iigsetzt, zum Mensche umzbringe, wie mä s mit em elektrische Stuel macht, uf dr andere Site chönne bim ene Härzstillstand d Ärzt mit eme elektrische Schlaag s Härz mänggisch wider zum Schloo bringe.

D Elektrizideet vo Festkörper

Festkörper, wo Elektrizideet kuum oder gar nid läite, wärde noch iirem Verhalte in elektrischi und magnetischi Fälder iigordnet. Wie sich d Materie im ene Fäld benimmt, hängt drvo ab öb s entsprächendi Dipol het und wie die sich verhalte.^[2]

Elektrikum	Erkläärig
Dielektrikum	In dielektrische Materialie git s käini elektrische Dipol. Elektrischi Fälder chänne aber vo usse entsprächendi Dipol induziere. Anders as bi diamagnetische Materialie sin d Dipol in dielektrische Materialie in dr Richdig vom elektrische Fäld orientiert (elektrischi Permittivideet εr > 1). Die Dipol existiere aber nume solang sich s Material im ene elektrische Fäld befindet. Jedi Form vo Materie - egal öb fest, flüssig oder gasförmig - isch dielektrisch.
Paraelektrikum	Wenn s in dr Materie orientierbari Dipol git, die häi aber käi stabili Ornig mit groosser Riichwiti bildet, denn säit mä eme sonige Stoff Paraelektrikum. Wemm mä sä in en elektrischs Fäld duet, denn richde si sich in dr Fäldrichdig us. D Polarisazioon, wo so entstoot, verschwindet, wenn s Fäld abgschaltet wird. Es gältet au doo: εr > 1. Die elektrischi Permittivideeät isch im Underschiid zum dielektrische Fall tämpraturabhängig. Eso cha mä die bäide Effekt von enander underschäide. Flüssigkäite und Gas chönne au paraelektrisch si.
Ferroelektrikum	Im ene Ferroelektrikum lige alli Dipol parallel zuenander. Nimmt mä e Ferroelektrikum us eme elektrische Fäld, so bhaltet s en elektrischi Polarisazioon. Ferroelektrika ghööre au zur Grubbe vo de Piezoelektrika.
Antiferroelektrikum	Im ene Antiferroelektrikum si d Dipol in zwäi Undergitter geegesitig antiparallel usgrichdet. Das häisst, ass d Polarisazioon vo de Undergitter gliich grooss isch, aber entgeegegsetzt orientiert isch. Dorum häi Antiferroelektrika usserhalb vom ene elektrische Fäld käi Polarisazioon.
Ferrielektrikum	Im ene Ferrielektrikum si d Verheltniss äänlig wie im ene Antiferroelektrikum, das häisst, d Dipol si ebefalls in zwäi Undergitter gegesitig antiparallel usgrichdet. Im Underschiid zum Antiferroelektrikum si d Polarisazione in de bäide Gitter aber nid gliich grooss. Dorum häi si wie d Ferroelektrika e Polarisazioon, wenn mä si us eme elektrische Fäld uusenimmt.

Bedütig

Naturwüsseschafte

Die verschiidene Fenomeen vo dr Elektrizideet wärde in dr Füsik und in dr Chemii undersuecht:

• D Elektrostatik beschäftigt sich mit elektrische Laadige in Rueh, mit Verdäilige vo Laadige und mit elektrische Fälder vo glaadene Körper.
• Die klassischi Elektrodynamik beschäftigt sich mit zitlig konstante magnetische Fälder, mit elektrische und magnetische Fälder, wo sich zitli ändere, und mit elektromagnetische Wälle.
• D Kwanteelektrodünamik isch en Erwiterig vo dr klassische Elektrodünamik um die kwantefäldtheoretischi Beschriibig vom Elektromagnetismus.
• D Festkörperfüsik beschribt under anderem wie sich elektrischi Laadige in festen Stoff wie elektrische Läiter, Halbläiter und Nitläiter verhalte, und d Thermo-, d Pyro- und Piezoelektrizideet.
• D Elektrochemii beschribt dr Zämmehang zwüsche elektrische und chemische Vorgäng, wie si bi Batterie und Akkumulatore vorchämme.

Ääscheniöörwüsseschafte

D Elektrotechnik bezäichnet da Beriich vo dr Ääscheniöörwüsseschaft und dr Technik, wo sich mit allen Aspäkt vo dr Elektrizideet befasst. S Spektrum goot vo dr elektrische Energiitechnik wie dr Stroomerzüügig, über d Reegeligstechnik, d Stüüerigstechnik und d Mässtechnik bis zur Noochrichtetechnik und dr Automatisierigstechnik as e Studiegang vo dr Elektrotechnik. S theoretische Fundamänt bildet die theoretischi Elektrotechnik.

Die groossi Bedütig vo dr elektrische Energii chunnt drvoo, ass si in Hochspannigsläitige cha dransportiert wärde und ass mä sä äifach in anderi Energiiarte wie mechanischi Arbet, Wermi, Liecht oder Schall cha umwandle. Elektrischi Energii cha allerdings nume schlächt gspiicheret wärde und muess in anderi Energiidräger wie in dr Form vo chemischer Energii bi Akkumulatore oder in potenzielli Energii wie bi Pumpspiicherwärk umgwandlet wärde.

Litratuur

• D.J.W. Sjobbema: Geschichte der Elektronik. Elektor-Verlag, Aachen 1999, ISBN 3-89576-066-8.
• Adolf J. Schwab: Elektroenergiesysteme – Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie. Springer Verlag, Heidelberg 2006, ISBN 3-540-29664-6.