Warum Spannungsabfall am Verbraucher (Ladungstrennung)?
Hallo liebe Elektrotechniker.
Ich beschäftige mich seit kurzem mit der Elektrotechnik und habe ein kleines Verständnisproblem.
Also ich habe verstanden, dass Spannung durch Ladungstrennung entsteht (z.B. in einer Batterien - Erzeuger). Dort ist es ja so, dass negative und positive Ladungen voneinander getrennt sind.
Was passiert aber wenn Strom durch einen Verbraucher Fließt? Warum fällt die Spannung ab bezogen auf die Ladungstrennung?
Ist ein Spannungsabfall ein Zusammenkommen der gegensätzlichen Ladungen?
4 Antworten
Die Batterie ist wie eine Pumpe. Sie pumpt Ladungsträger auf eine Seite. Dort entsteht sozusagen ein gewisser Druck. Die Ladungsträger bewegen sich nun gerichtet durch den Leiter. Das nennt man Strom. Ein Verbraucher setzt dem Stromfluß einen Widerstand entgegen, weshalb der "Druck" vor ihm größer ist als hinter ihm. Stell Dir eine Wasserpumpe vor, die Wasser durch ein dickes Rohr pumpt. An einer Stelle ist eine Engstelle (oder eine Turbine, damit es mehr wie ein "echter" Verbraucher ist). Die Pumpe baut Wasserdruck auf, und über der Engstelle entsteht eine Druckdifferenz - so wie eine Spannungsdifferenz am elektrischen verbraucher entsteht.
(Verwirrenderweise sind die Ladungsträger in Metallen Elektronen, sie bewegen sich also von Minus nach Plus. Die technischer Stromrichtung wurde aber genau andersrum definiert, von Plus nach Minus. das hat historische Gründe, führt aber manchmal zu Konfusion.)
Das Wassermodell ist keine Erfindung von mir, ich verwende es nur, weil es vielen, die mit E-Technik erst anfangen oder Berührungsschwierigkeiten haben, einleuchtet und einen Einstieg ermöglicht.
Na klar ist die Spannung die Ursache für den Strom. Die Pumpe erzeugt den Wasserdruck, der Druck ist die Ursache für den Volumenstrom.
Natürlich hat das Modell seine (engen) Grenzen, aber da man Elektronen so schlecht sehen kann, hilft es einfach.
Das Modell ist sehr brauchbar. Ob Spannung oder Strom als Ursache angesehen werden soll ist Haarspalterei und in diesem Zusammenhang nutzlos. So wie Lutz das geschrieben hat ist es auch nicht OK, aber das ist hier egal.
so ganz weiß ich jetzt gerade nicht, worauf du hinaus willst.
aber im endeffekt ist es so, dass spannung das ist, was den strom gegen den widerstand zum fließen bringt.
die spannung ist ansichtssache. wenn du jetzt an einer batterie eine birne hast, dann ist zwischen den beiden polen der batterie eine spannung von 1,5 volt. das ist also die druckdifferenz zwischen plus und minus...
wenn es jetzt darum geht, dass z.B. bei einer spannung von 230 volt am hauseingang nur noch 220 an der steckdose vom backofen ankommen, dann liegt das daran, dass das kabel und die steckdose einen gewissen wnniderstand haben, je mehr strom hier fließt, desto weiter sinkt die spannung am backofen, weil eben durch den widerstand bedingt, am kabel selbst eine spannung entsteht. würde man also zwischen dem sicherungskasten und der steckdose die spannung messen, hätte man hier dann die fehlenden 10 volt. genauer gesagt zwei mal 5
oder geht es darum dass z.B, die spannung an der batterie sinkt, wenn das licht angeht? das liegt daran, dass auch die batterie einen gewissen widerstand hat.
also beschreib doch bitte mal deinen "versuchsaugfbau" auch wenn es nur ein theoretischer ist.
lg, Anna
Die elektrische Spannung gibt an wie viel Arbeit pro Ladung verrichtet werden kann. U=W/Q
Diese Arbeit bzw diese Energie steckt in den Ladungsträgern drin und ist die Energie die benötigt wurde um die Ladung überhaupt erst zu trennen.
Ist der Widerstand eines elektrischen Leiters größer, also muss mehr Arbeit verrichtet werden damit der elektrische Strom gleich stark weiter fließen kann. Ansonsten verringert sich die Stromstärke. Die Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand wird im umziehen gesetzt dargestellt:
I=U/R
Das ist das täglich Brot eines Elektrikers. Was beim Widerstand genau passiert ist folgendes: wird ein elektrisches Feld angelegt also in dem Fall eine Spannung, so werden die negativen Ladungsträger vom Minuspol zum Pluspol der Batterie gezogen. Was heißt die negative Ladungsträger sammeln sich vor allem vor dem Widerstand. Ist kein Kontakt dazwischen sammeln sich die negativen Ladungsträgern aufgrund des elektrischen Feldes was zwischen dem einen Kontakt und dem anderen Kontakt herrscht an den einem Ende. Ein Punkt an dem kein Kontakt herrscht kann als unendlich hoher widerstand betrachtet werden.
Kannst ja was also so vorstellen, als würden sich die Elektronen vor dem Widerstand staunen und nur eine begrenzte Anzahl an Elektronen kommt hindurch ganz nach dem ohmschen Gesetz.
Ich glaube jetzt habe ich es verstanden. Vielen Dank für die veranschauliche Erklärung 👍
Das Wort "Spannungsabfall" wird oft falsch interpretiert....viele denken, dass bei der Reihenschaltung von z.B. 2 Widerständen eine Teilspannung an jedem der Widerstände durch den Stromfluss ENTSTEHEN würde.
Das ist falsch. Erst ist die Spannung da (mit E-Feld in jedem Widerstand) und erst dadurch wir der Stromfluss ermöglicht.
Und mit "Abfall" ist wirklich ein "abfallen" (kleiner werden) gemeint: An jedem der Widerstände liegt nämlich eine kleinere Spannung im Vergleich zur treibenden Batteriespannung.
Ich gebe zu, dass man sich das so vorstellen könnte - physikalisch ist es aber - auch als Modell - falsch. Das klingt nämlich so, als ob der Strom an dem Verbraucher (Widerstand) eine Spannung erzeugen würde. Es ist aber genau anders rum!! Die Spannung erzeugt IM WIDERSTAND ein elektrisches Feld (Spannung und E-Feld sind immer und überall miteinander verknüpft - auch wenn gar kein Stromkreis geschlossen ist). Und erst dieses Feld ist es, das eine Kraft auf die freien Ladungsträger (Elektronen) ausübt und deren Bewegung ermöglicht. Das ist das, was wir Strom nennen.