Aus Strom wird Wärme

Was passiert hier genau? Wir können uns den Prozess in einem Modell vorstellen: Atome, aus denen alle Stoffe aufgebaut sind, sind elektrisch neutral. In einem Metallleiter sitzen aber keine ganzen Atome an ihren Plätzen, sondern es gibt ein festes Gitter aus Atomrümpfen und die dazugehörigen Elektronen können sich zwischen den Rümpfen bewegen.

Wenn ein elektrischer Strom fließt, bedeutet das, dass sich die Elektronen zwischen den Rümpfen fortbewegen. Es entsteht eine Wechselwirkung von Elektronen und Atomrümpfen, die wir uns so vorstellen können, dass die Elektronen bei ihrer Bewegung immer wieder an den Atomrümpfen anstoßen. Die Elektronen geben dabei einen Teil ihrer Bewegungsenergie an die Atomrümpfe ab, was die Rümpfe und damit das gesamte Gitter zum Schwingen bringt. Durch diese permanente Schwingung hat das gesamte Gitter, also der gesamte Metallkörper, eine innere Schwingungsenergie, die wir als Wärmeenergie bezeichnen. Je größer die Temperatur eines Körpers ist, umso stärker ist diese Gitterschwingung.

Durch die Wechselwirkung zwischen Elektronen und Atomrümpfen wird also elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt.

Fahre über das Bild, um die Temperatur zu erhöhen.
Die Elektronen haben dann Bewegungsenergie verloren und das Gitter schwingt stärker.