Kann Strom ohne Spannung durch einen Stromkreis fliessen?
Ich weiss persönlich das Strom nur mit Spannung fliessen kann, also das Spannung der Antrieb der Elektronen ist.
Aber ich habe von einem Physik Lehrer gesagt bekommen, dass es spezielle Bauteile gibt, die es ermöglichen das Strom ohne Spannung fliessen kann, wenn man diese separat vom Schaltkreis betrachtet.
Er sagte, dass der Kondensator eines dieser speziellen Bauteile sein soll.
Ich meinte zu ihm das, wenn ein Kondensator aufgeladen wird, ein Potentialdifferenz ensteht und dieser Potentialdifferenz dazu führt, dass ein E-Feld und somit eine Spannung aufgebaut wird und existiert.
Er erwiderte dies nicht und sagte mir das ein Kondensator kein Potentialdifferenz vorweisst und somit keine Spannung vorhanden sein kann.
Wer hat Recht, der Physik Lehrer oder ich?
4 Antworten
Er erwiderte dies nicht und sagte mir das ein Kondensator kein Potentialdifferenz vorweisst und somit keine Spannung vorhanden sein kann.
Das ist i.A. nicht ganz richtig - falsch ist es aber auch nicht ganz. Nur im ersten Moment hat ein (idealer) ungeladener Kondensator keine Spannung. Hier fließt Strom ohne Potenzialdifferenz - aber eben nur im ersten Moment, also für unendlich kurze Zeit.
Bei Wechselspannung (die nicht sinusförmig sein muss), fließ Strom in den Kondensator, wenn die Spannung Null ist. Beim Entladen fließt Strom außerdem entgegengesetzt zur angelegten Spannung, da der Kondensator als Quelle arbeitet. Glaube aber nicht, dass er das meint...
Wenn man den Stromfluss in eine Platte betrachtet, ist die Aussage auch richtig, denn in der Platte und den Zuleitungen ist keine Potenzialdifferenz. Das ist aber das selbe wie bei einem idealen Leiter.
Bei realen Bauteilen (wie auch Leitern) führt ein Strom immer zu einem Spannungsabfall.
Aber ja: Im physikalischen Bild eines idealen Leiters ist Stromfluss ohne Spannung möglich. Der Leiter ist bloß die Führung für das elektische Feld (heißt ja schon so); Energie wird nicht über den Leiter übertragen, sondern über das elektrische und magnetische Feld im Außenbereich. Ausgenommen sind hier Supraleiter, aber das ist ein Thema für sich.
https://en.wikipedia.org/wiki/Persistent_current
Bei einer idealen Induktivität fließ ebenfalls Gleichstrom ohne Spannung. Lädt man einen supraleitenden Magneten beuspielsweise auf 100A auf, dann fließt der Strom jahrelang weiter, ohne eine messbare Spannung zu finden. Mit messbar meine ich bis in den pV Bereich hinein.
Was dein Lehrer da gemeint hat, ist also nicht ganz klar...
Der Lehrer hat sich verrannt. Natürlich haben Kondenatoren eine gespeicherte Spannung, damit Strom fließen kann. Anders würde URI nicht funktionieren.
Keine Spannungsquelle (z.B. leere Batterie) - kein Strom!
Wenn du die Formel fürs Ohmsche Gesetz kennst, setze doch mal für U = 0 ein und schau, was dabei herauskommt.
Du hast Recht. An einem geladenen Kondensator herscht eine Spannung zwischen den Anschlüssen, wie man mit einem Voltmeter auch leicht messen kann.
Allerdings kann im statischen Fall an einzelnen Bauteilen ein Strom fließen auch wenn keine Spannung über dem Bauteil messbar ist. Ein Beispiel dafür sind zB Supraleiter, die erzeugen bei Stromfluss nur eine geringe bzw keine Potentialdifferenz.
Also ist es möglich, nur ebend nicht bei einem Kondensator oder?
Ja also bei Spuraleitern hast du bei Stromfluss keine Messbare Spannung über den Supraleiter selbst und natürlich auch keine Potentialdifferenz.
Im Leiter selbst hast du natürlich Elektrische Felder die auf die Elektronen wirken, nur hast du eben makroskopisch kein resultierendes Feld weil sich diese Felder insgesamt zu 0 addieren. Das ist am Ende gleich wie bei einem Leiter wo einfach kein Strom fließt. Du hast in diesem natürlich auch Elektrische Felder nur auf makroskopischer Ebene hast du keines.
Außer der Widerstand selbst geht gegen 0 wie bei Supraleitern.