Ladungsverteilung in Reihenschaltung?

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3 Antworten

Bevor ich dir hier alles abschreibe, guckst Du hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsche_Regeln#Hintergrund

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Kommentar von Usedefault
23.07.2016, 22:53

Was bedeuten die n Volt Spannungsdifferenz an einem Widerstand? Aus dem Wikipediaartikel gehen nur die Zusammenhänge hervor, aber nicht die Erklärungen. Was kann man sich überhaupt darunter vorstellen, dass das Voltmeter z. B. die Zahl 9 Volt anzeigt, welche am Widerstand Spannungsdifferenz sind? Bedeutet das, vor dem R ist zwar der Druck durch das Feld größer, aber weil die Elektronen gleichmäßig verteilt sind, lastet dort bloß der Druck, welcher als 9V definiert ist? Wäre das Gleichgewicht noch nicht vorhanden, wären die Kirchhoffschen Regeln ungültig? - Es würde die Elektronen gegen den Widerstand einzeln beschleunigen. Und weil am Widerstand der Druck lastet, welcher die Stromstärke absenkt, wird der Widerstand erwärmt?

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Nein, der Strom ist konstant!

Der kann sich nicht ändern. Was unterschiedlich sein kann (oder wird), ist der Spannungsabfall an den einzelnen Segmenten:
Die Leiter haben einen wesentlich geringeren Widerstand, als der Widerstand R, wird aber vom gleichen Strom durchflossen!

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Kommentar von gfntom
23.07.2016, 20:56

Du kannst dir das vorstellen, wie in einem Fluss:
die Wassermenge (=Strom), die in ein Teilstück hineinfließt, ist gleich der Wassermenge, die herauskommt.

Der Spannungsabfall wäre die Höhendifferenz, die das Wasser zurücklegt.

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Kommentar von Usedefault
23.07.2016, 20:59

Und warum beträgt dann das elektrische Potential vor dem Widerstand offensichtlich mehr, als nach dem R1? Die Spannung bezeichnet ja den Unterschied der Ladungsdichte und die Ladungsdichte ist die Konsequenz der Elektronendichte, aber diese müsste konstant sein.

Wo liegt mein Trugschluss?

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Ich übersetze Deine „konstante Spannungsquelle“ einmal mit „ideale Spannungsquelle“. Da ist die Spannung konstant.

Die elektrische Ladung (gemessen in Coulomb) ist Stromstärke mal Zeit. Und die Stromstärke ist im „einfachen“ (d.h. unverzweigten) Stromkreis an jeder Stelle gleich. Dein „Ladungsunterschied von vor zu nach R1“ ergibt schlicht keinen Sinn.

Bei der idealen Spannungsquelle kann keine Spannung abfallen, weil die per Definition konstant ist. Damit liegt hier am Widerstand immer die Spannung von 9V an. Bei der realen Spannungsquelle tritt ein Spannungsabfall auf. Wenn der Spannungsabfall bei 9V aber „ca. 9V“ beträgt, dann ist die Spannung auf ca. null abgefallen. Damit sind wir sehr nahe am Kurzschlussstrom.

Die Stromstärke ist nicht proportional zum Widerstand, sondern umgekehrt proportional: I = U durch R.

Deine Vorstellung von beschleunigten und komprimierten Elektronen am ohmschen Widerstand ist falsch. Solche Erscheinungen gibt es nur an kapazitiven und induktiven Widerständen. Beim unverzweigten Stromkreis mit ohmschem Widerstand ist die Stromstärke an jeder Stelle gleich. Die Triftgeschwindigkeit der Elektronen wechselt hier so natürlich mit dem Leiterquerschnitt wie z.B. die Fahrzeuggeschwindigkeit an Engpässen im Straßenverkehr (siehe „Stromdichte“): Je schmaler die Straße, desto höher die Fahrzeuggeschwindigkeit bei gegebenem Verkehrsfluss, soweit keine Verkehrs-Abzweigung gegeben ist.

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Kommentar von dompfeifer
25.07.2016, 16:28

Ich zitiere Dich an anderer Stelle:

Was bedeuten die n Volt Spannungsdifferenz an einem Widerstand? 

Ich glaube, Dein Missverständnis liegt hier: Am Widerstand liegt eine Spannung an und keine Spannungsdifferenz! Wenn Du hier eine Spannungsdifferenz zwischen Zeitpunkt A und Zeitpunkt B erzeugen willst, dann musst Du z.B. die Spannungsquelle austauschen. Was ist hier Dein Bezugspunkt zur "Differenz"?

Bei einer Vielzahl von in Reihe geschalteten ohmschen Widerständen teilt sich die Gesamtspannung auf die Einzelwiderstände entsprechend von deren Größenverhältnissen. Auch hier ist die Stromstärke überall gleich. Und die Teilspannungen an den verschiedenen Widerständen sind konstant. Bei einem einzigen Widerstand liegt die gesamte Spannung der Spannungsquelle (hier 9 V) an. Da teilt sich keine Spannung auf. 

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