Spannung = Ladungsunterschied?
Hallo,
Ich Weiss nicht genau wie ich die Frage oben kurz halten soll aber folgendes frage ich mich:
Elektrische Spannung bedeutet ja Ladungsunterschied zwischen zwei Punkten (Plus und Minus). Also Minus hat Elektronenüberschuss und Plus hat Elektronenmangel. So wenn ich diese Spannungsquelle an etwas anschließe gehen ja die Elektronen von Minus nach Plus. Und Hier ist jetzt meine Frage (bzw ich verstehe nicht wie es funktioniert) Wie kann beim Pluspol weiterhin ein Elektronenmangel sein wenn die Elektronen dort jetzt sind? Wo genau gehen die Elektronen hin damit dort weiterhin ein Elektronenmangel herrscht und wie funktioniert das z. B. In einer normalen Batterie?
Ich hoffe ihr versteht meine Frage und bedanke mich für die investierte Zeit schonmal im voraus!
5 Antworten
Mache es dir nicht unnötig schwer, du musst die Physik nicht neu definieren. ;-)
Rede anstelle von Ladungsunterschieden lieber von Potential-Unterschieden.
Erstens beziehen sich Potentiale immer auf irgendeinen Bezugspunkt, zweitens sind Potential-Unterschiede leichter zu verstehen.
Es gibt etliche Potentialunterschiede in der Physik. Nicht nur im Zusammenhang mit den elektrochemischen Wandlern namens Akku oder Batterie. Diesbezüglich gibt es die Potentialunterschiede für Voll und Leer, sowie "Nennspannung". Das sind schon mal 3 unterschiedliche Potentiale. Leer bedeutet dabei niemals 0 Volt, sondern das Potential für Leer.
Zwischen Metallen kann es auch Potentiale geben, ferner wird in Sachen Halbleiter von Potentialunterschieden gesprochen und nicht von Ladungsunterschieden.
Mache es also nicht unnötig kompliziert, bleibe auf dem Teppich der normalen Betrachtungen.
Es geht meistens um einen Potentialunterschied. Einmal gibt es einen Spannungserzeuger, der einen Potentialunterschied liefert. Dann gibt es diese sinngemäßen Verbraucher die an dem Spannungserzeuger angeschlossen sind, und nur so lange Strom beziehen können, bis der Potentialunterschied so gering geworden ist, dass kein Strom mehr fließen kann.
In der Praxis funktionieren Akkus und Batterien nicht mehr, wenn ihr Potential für Leer unterschritten ist. Bei Halbleitern ist es ähnlich. Du wirst etliches leichter verstehen können, wenn du dich gedanklich auf der Potential-Ebene bewegst.
Das ist auch Praxisbezogener.
Also Minus hat Elektronenüberschuss und Plus hat Elektronenmangel.
Nein, nein und nochmals nein.
Wäre das der Fall, dann hättest du nen Kurzschluss, wenn du den Pluspol von Spannungsquelle A mit dem Minuspol von Spannungsquelle B verbindest.
Wenn du die Summe der Elektronen an Plus- und Minuspol einer Spannungsquelle mit der Zahl der Elektronen an den einzelnen Polen vergleichst, dann hast du einen relativen Mangel bzw. Überschuss, aber eben nur einen relativen.
Sobald nun Strom fließt, bewegen sich die Elektronen von Minus nach Plus, so lange, bis an beiden Polen gleich viele sind. Danach ist der Ladungsunterschied abgebaut und die Spannung liegt bei 0.
-----------------------------------
Als Vergleichsbild für eine galvanische Primär- oder Sekundärzelle eignet sich dabei ein Kasten mit zwei Wassergefüllten Kammern, die durch eine, an einer Feder befestigten Platte voneinander getrennt sind.
Wenn die Zelle voll geladen ist, ist die Pluskammer weitestgehend vollständig leer, da die Feder komplett eingedrückt ist, während die Minuskammer bis zum Rand mit unter Druck stehendem Wasser gefüllt ist.
Jetzt lassen wir einen (Wasser-)Strom fließen: Das Wasser aus der Minuskammer fließt durch die Leitung (die bereits vorgefüllt ist) in Richtung Pluskammer.
Irgendwann hat sich die Feder komplett entspannt, die Plus- und Minuskammer haben also die gleiche größe und den gleichen Druck. Es fließt also kein Wasser mehr.
Ein Netzteil verhält sich da in etwa wie eine Pumpe, die das Wasser an der Plusseite ansaugt und durch die Minusseite wieder herausdrückt.
Nein... Ein Ladungsunterschied kann auch nur mit Elektronen (-) erzeugt werden. Nehmen wir an, du hast an einem Punkt (rechts) 3 Elektronen und an einem anderen (links) 5 Elektronen. Dann gibt es einen Ladungsunterschied von 2 Elektronen. Auch das ist eine Spannung, wenn man so will.
Bei einer Steckdoße beispielsweise wird der Ladungsunterschied immer aufrecht erhalten. Deshalb fließen die Elektronen, solange du eine Verbindung zws. den Polen hast auch immer weiter.
Das liegt daran das eine normale Spannung sich entlädt. Sprich der Unterschied wird ausgeglichen. Deswegen ist eine Batterie auch irgendwann mal leer.
Damit weiterhin ein Ladungsunterschied bestehen bleibt muss diese aufrecht erhalten werden durch z.B. nen Generator...
Eine Batterie ist nicht sofort leer, da der Strom begrenzt wird durch Widerständen und die Batterie eine gewisse Kapazität besitzt.
Das ist ja der Grund, dass die Batterie leer wird, eben, wenn die Elektronen den Unterschied aufgefüllt haben.
Also mein Wechselstrom kann das nicht! ;)))