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In diesem Kapitel werden Phänomene untersucht, deren gemeinsame Ursache die Existenz elektrischer Ladungen und deren Bewegung unter dem Einfluss elektrischer und magnetischer Felder ist.
Beispiele für elektrische Phänomene:
Elektrische Entladungen, die sein können:
gewalttätig wie Blitz und Donner – beeindruckende Phänomene, die die Menschen seit jeher erschrecken und faszinieren;
langsam, in Form von Corona-Entladungen;
Seit der Antike sind mehrere elektrische Phänomene bekannt:
Die Elektrifizierung von Körpern wie Gegenständen aus Bernstein oder Glas durch Reiben mit Stoffen (Baumwolle, Seide, Wolle, Pelz), die dadurch die Eigenschaft erhalten, sehr leichte Gegenstände anzuziehen;
Von elektrischen Fischen erzeugter Strom, der Stromschläge verursacht;
Magnetismus: Es wurden magnetische Gesteine (Magnetit) entdeckt, die Eisenmetalle anziehen;
Allerdings ahnte man damals noch nicht einmal, dass elektrische Entladungen, Elektrifizierung und Magnetismus eng miteinander verbundene Phänomene sind.
Die Entwicklung des Wissens über Elektrizität und Magnetismus begann erst nach 1600, als systematische Forschungen die Existenz zweier Arten elektrischer Ladungen und anderer durch sie verursachter Phänomene entdeckten:
Elektrische Ladungen bilden Flüssigkeiten, die durch Leiter fließen (elektrischer Strom);
Die Signalübertragung im Nervensystem von Lebewesen erfolgt durch elektrische Ströme;
Durch chemische Reaktionen kann elektrischer Strom gewonnen werden: Elektrische Batterien funktionieren nach diesem Prinzip;
Elektrischer Strom erzeugt Wärme, Licht, Magnetfelder und beeinflusst chemische Reaktionen;
Elektromagnetische Induktion: Mit Hilfe variabler Magnetfelder kann elektrischer Strom erzeugt werden;
Die Bildung chemischer Bindungen: Die Mikropartikel, aus denen alle Stoffe (Atome, Moleküle) bestehen, gehen gerade aufgrund der Wechselwirkungen zwischen elektrischen Ladungen Bindungen untereinander ein;
Lumineszenzentladung, durch Funken, durch Lichtbogen;
Der äußere, innere fotoelektrische Effekt: Er ist die Grundlage für den Betrieb von fotoelektrischen Sensoren und Photovoltaikmodulen;
Elektrische Ladungen lassen sich beschleunigen und so entstehen elektromagnetische Wellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum ausbreiten;
Anwendungen von Elektrizität im Alltag:
Stromerzeugung und -transport;
Umwandlung elektrischer Energie in Wärme, Licht und mechanische Arbeit;
Gewinnung von Metallen aus Erzen, Überziehen von Gegenständen mit dünnen Metallschichten (Galvanisierung) und verschiedene Verarbeitung;
Radio, Fernsehen und verschiedene Mittel zur Informationsübertragung durch elektromagnetische Wellen;
Informations- und Kommunikationstechnologie;
