Elektrisk strøm: Definition, formel (I = ΔQ/Δt) og måleenhed ampere
Lær hvad elektrisk strøm er, formlen I = ΔQ/Δt, SI‑enheden ampere (A) og hvordan strøm måles i ledninger, batterier og lyn — klar, kort forklaring med praktiske eksempler.
En elektrisk strøm er en strøm af elektrisk ladning. Ligningen for strøm er:
I = Δ Q Δ t {\displaystyle I={{\frac {\Delta Q}{\Delta t}}} 
hvor
I {\displaystyle I}
er den strøm, der løber
Δ Q {\displaystyle \Delta Q}
er ændringen i den elektriske ladning
Δ t {\displaystyle \Delta t}
er ændringen i tid
SI-enheden for elektrisk strøm er ampere (A). Denne er lig med en coulomb ladning i et sekund. Strøm kan findes i ledninger, batterier og lyn.
Gennemsnitlig og momentan strøm
Formlen ovenfor angiver den gennemsnitlige strøm over et tidsinterval Δt. For øjeblikkelig (momentan) strøm bruges differentialformen:
I(t) = dQ/dt, hvor I(t) er strømmen i et bestemt øjeblik.
Ved vekselstrøm (AC) varierer I med tiden. For en sinusformet strøm I(t) = I_peak · sin(ωt) er effektivværdien (root mean square, RMS) vigtig: I_rms = I_peak / √2.
Retning: konventionel strøm vs. elektronflow
Konventionel strøm defineres som bevægelse af positiv ladning og går fra højere potentiel til lavere potentiel (fra + til −). I mange kredsløb er de egentlige ladningsbærere elektroner, som bevæger sig i modsat retning af den konventionelle strøm. Det er vigtigt at kende denne skelnen, især i halvleder- og vakuumrørsteknologi.
Fysisk baggrund: ladningsbærere og driftshastighed
Elektrisk strøm skyldes bevægelse af ladningsbærere (fx elektroner i metaller, ioner i elektrolytter). For en leder kan strømmen også udtrykkes ved:
I = n·q·A·v_d
- n = koncentration af ladningsbærere (antal partikler pr. volumen)
- q = elementarladningen per bærer (for elektroner: −e)
- A = lederens tværsnitsareal
- v_d = driftshastigheden (gennemsnitlig hastighed af bærerne)
Selvom elektronernes driftshastighed er meget lav (mm/s), kan signalet i et kredsløb formidles nær lysets hastighed gennem det elektriske felt.
Enhed og definition
En ampere (A) er SI-enheden for elektrisk strøm. Én ampere svarer til en coulomb ladning, der passerer et tværsnit per sekund: 1 A = 1 C/s. Siden 2019 er ampere knyttet til den faste værdi af elementarladningen e = 1,602176634×10^−19 C, hvilket fastlægger ampere i forhold til elementarladningen.
Ohms lov og kredsløb
I simple lineære modstandskredsløb gælder Ohms lov: V = I·R, hvor V er spænding, I er strøm, og R er modstand. Dermed kan strøm beregnes som I = V/R for sådanne kredsløb.
Måling og sikkerhed
Strøm måles typisk med et amperemeter eller multimeter indstillet til måling af strøm. Et amperemeter tilsluttes i serie med den gren af kredsløbet, hvor strømmen skal måles. Der findes også tænger (klemmer) med integreret strømtransformer til ikke-invasiv måling.
Strøm kan være farlig: selv lave strømme gennem menneskekropen (få milliampere) kan være følsomme, mens højere strømme kan give brændinger eller starte brande. Derfor anvendes sikringer og afbrydere i elanlæg for at beskytte mod overstrøm. Ved arbejde på elektriske installationer skal relevante sikkerhedsregler altid følges.
Eksempler på strømstyrker
- Små elektroniske kredsløb: mikroampere (μA) til milliampere (mA).
- Mobiloplader: typisk 0,5–3 A.
- Husholdningsapparater: nogle ampere op til tiere af ampere (f.eks. 10–20 A for sikringer i stikkontakter).
- Lyn: ekstremt høje strømme, ofte titusinder af ampere (kA).
Opsummering
Elektrisk strøm er bevægelse af elektrisk ladning målt i ampere. Den grundlæggende matematisk definition er I = ΔQ/Δt (momentan: I = dQ/dt). For praktiske kredsløb forbinder strømmen spænding og modstand (Ohms lov), og dens størrelse, retning og karakter (DC vs. AC) er centralt for både funktion og sikkerhed i elektriske systemer.
Kilden til strømmen
I ledende materialer er nogle elektroner meget løst bundet til materialets atomer. Når store mængder af disse atomer mødes, opstår der en slags elektronsky, som "svæver" i nærheden af materialets atomer. Hvis man undersøger et tværsnit af et stykke ledende materiale, vil elektronerne bevæge sig meget hurtigt gennem det. Denne bevægelse skyldes temperaturen, og elektroner, der strømmer i den ene retning, har tendens til at være lige så store som de elektroner, der strømmer fra den anden retning, så det er ikke det, der får strømmen til at flyde. Elektroner flyder fra et atom til et andet, en proces, der er blevet sammenlignet med at sende vandspande fra en person til en anden i en spandbrigade.
Når et elektrisk felt anbringes på tråden, reagerer elektronerne næsten øjeblikkeligt ved at bevæge sig en smule i den modsatte retning af feltet. De får energi fra feltet, som de meget hurtigt mister, når de støder ind i andre elektroner i materialet. Så længe feltet er på plads, vil elektronerne imidlertid få den energi tilbage, som de har mistet, og processen vil fortsætte. Dette "stød", som elektronerne får fra det elektriske felt, er kilden til strømmen, ikke selve den samlede strøm af elektroner. Ud fra denne diskussion kan vi se to ting, som strøm ikke er:
- Der er ikke tale om en egentlig "strøm" af elektroner i dagligdags forstand: Hvis vi undersøger den hastighed, som feltet giver elektronerne, er den normalt meget lille, i størrelsesordenen millimeter pr. sekund. Det ville tage en halv time for elektronerne at krydse et 3 meter stort rum med denne hastighed. Da en pære tændes næsten straks efter at man har trykket på kontakten, må der være noget andet på spil.
- Der er heller ikke tale om en "dominoeffekt", selv om denne analogi er tættere på end strømmen. Da elektronerne er så små, er det ikke en stor kraft, der driver dem frem, selv når de bevæger sig meget hurtigt.
Strøm i kredsløb
Når strømmen løber i et ledningskredsløb, accelererer den, når der ikke er nogen modstand i kredsløbet. Modstande bruges til at øge modstanden i kredsløbet, så strømmen bliver langsommere. Forholdet mellem modstand, strøm og spænding (en anden del af kredsløbet) er vist ved Ohm's lov.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er en elektrisk strøm?
A: En elektrisk strøm er en strøm af elektrisk ladning.
Q: Hvad er ligningen for strøm?
A: Ligningen for strømmen er I = ΔQ/Δt, hvor I er den strøm, der strømmer, ΔQ er ændringen i elektrisk ladning, og Δt er ændringen i tid.
Spørgsmål: Hvilken måleenhed anvendes i elektrisk strøm?
Svar: Elektrisk strøm bruger SI-enheden ampere (A), som svarer til en coulomb ladning pr. sekund.
Spørgsmål: Hvor kan vi finde eksempler på elektriske strømme?
A: Eksempler på elektriske strømme findes i ledninger, batterier og lyn.
Sp: Hvad står "I" for i ligningen for strøm?
A: I ligningen for strøm står "I" for den strømstyrke, der strømmer.
Sp: Hvad står "ΔQ" for i ligningen for strøm?
A: I ligningen for strøm står "ΔQ" for ændringen i den elektriske ladning.
Søge