Muss Elektrizität prinzipiell in einem geschlossenen Kreis 'fließen', um einen Verbraucher zu versorgen?

9 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Prinzipiell fließt der elektrische Strom nur im geschlossenen Kreis. Kleine Abweichungen gibt es da nur für Sekundenbruchteile bei Ladungstrennungen (Be- und Entladungsströme).

Elektrischer Strom ist die Verschiebung von Ladungsträgern gegenüber ihrem Leiter. Die Ladungsträger sind gewöhnlich Elektronen, und die Leiter sind gewöhnlich Metalldrähte.

Den Stromfluss können wir uns bildlich so ähnlich vorstellen wie die Verschiebung der Perlen auf einer ringförmig geschlossenen Perlenschnur. Dabei sind die Abstände zwischen den Perlen weitgehend unveränderlich, und die Perlen sind auch normalerweise nicht von der Schnur abzutrennen.

Wenn wir nun die ringförmige Perlenschnur an einer Stelle durchschneiden würden und die Perlen weiter verschieben wollten, dann müssten wir fortwährend Perlen an einem Ende von der Schnur abstreifen und am anderen Ende wieder einfädeln. Nur so wäre der Fluss im „Perlenkreis“ fortzusetzen.

Die Elektronen lassen sich aber normalerweise nicht von ihrem Leiter abtrennen, die lassen sich nur im Leiter verschieben wie die Perlen auf der Schnur. Wenn nun der ringförmige Leiter an einer Stelle unterbrochen ist, kann deshalb kein Strom mehr fließen.

Beim einfachen Stromkreis fließen die Elektronen vom Minuspol einer Stromquelle über einen Verbraucher (z.B. Lampe) zurück zum Pluspol der Stromquelle und darin wieder zum Minuspol, und das Ganze wieder von vorne, immer im Kreis herum.

Und nun zur Ladungstrennung: Wenn wir die Perlenkette an einer Stelle durchneiden (sozusagen den Stromkreis unterbrechen) und Perlen aus dem Reservoir A fortlaufend auf die Perlenschnur fädeln und fortschieben und zugleich am anderen Ende die ausgefädelten Perlen in das Reservoir B exportieren, dann haben wir zunehmend auf der einen Seite einen Perlenmangel und auf der anderen Seite einen Perlenüberschuss.

Wenn wir in der Weise – stark vereinfacht beschrieben - Elektronen zwischen zwei Körpern verschieben, sprechen wir von Ladungstrennung: Beim Elektronenmangel wird eine positive Ladung aufgebaut, beim Elektronenüberfluss eine negative Ladung. Diese entgegengesetzten Ladungen drängen nach Ausgleich, nach Neutralität. Wenn die beiden Elektronen-Reservoirs über einen elektrischen Leiter miteinander verbunden werden, fließt für Bruchteile von Sekunden tatsächlich ein Strom ohne geschlossenen Stromkreis, bis die beiden Ladungen ausgeglichen sind (sog. Entladungsstrom). Das geschieht in der alltäglichen Elektronik bei Kondensatoren und in der Natur bei Gewitterblitzen. Letzteres hast Du vollkommen richtig beobachtet, gratuliere!

Noch Fragen dazu?

Keine weiteren Fragen, diese Antwort mit dem Perlenschnur-Gleichnis hat es mir sehr gut verständlich gemacht. Für deine perfekte Antwort bekommst du natürlich auch den Stern! =)

Du solltest Lehrer werden! (falls du es nicht schon bist!)

:-)

0
@penumbrain

Gestern befasste ich mich hier mit einer ganz ähnlichen Frage und kam dabei auf mein Perlenschnurmodell zurück, das mir hier vor drei Tagen einfiel. Und da wurde ich von der Userin Peppie85 übertroffen mit einem noch besseren Anschauungsmodell: die Fahrradkette! Die Kettenglieder stellen die an ihre Bahn gebundenen Elektronen dar. Ohne geschlossenen Kreis geht da gar nichts (solange man nicht die Kette verzieht), und kein Glied kann ausbrechen. Die Tretachse kann man sich als "Kraftwerk" vorstellen und die Hinterradachse als "Verbraucher". Und es wird ja auch tatsächlich Energie übertragen! Siehe

https://www.gutefrage.net/frage/was-fliesst-bei-elektrischem-strom-tatsaechlich-und-wie-schnell?foundIn=tag_overview

1

Mit einem minimalistischen Ansatz braucht man noch nicht einmal einen Strom-Zufluss: Leuchtstoffröhren beginnen unter Hochspannungsleitungen zu leuchten, auch wenn sie nicht an ein Stromnetz angeschlossen sind. Dazu reichen bereits die starken Wechselfelder aus.

Das zeigt: Im Grunde braucht es nur eine dauerhafte Potentialdifferenz. Diese lässt sich mit einem stetigen Zu- und Abfluss am ehesten aufrechterhalten.

Ein Analogon wäre eine Wassermühle: Man muss nur dafür sorgen, dass Wasser hin- und wieder wegfließt. Ein Fluss ist eine einfache Möglichkeit.

Kann man den Abfluss weglassen? Naja, lässt man den Abfluss weg, staut sich das Wasser hoch und es fließt früher oder später nicht mehr zu.

Um einen Verbraucher kontinuierlich zu versorgen, ist schon ein geschlossener Stromkreis mit einer konstanen Spannungsquelle erforderlich.

Kurzfristige Phänomene, die sich aus einem Ladungsausgleich speisen, benötigen nicht unbedingt einen geschlossenen Stromkreis. Deshalb spricht man hier auch oft von statischer Elektrizität bzw. einer elektrostatischen Entladung.

Wechselfelder, Wechselspannungen und Wechselströme brauchen nicht unbedingt einen geschlossenen Stromkreis. Man kann dann auch einen Kondensator in den Stromkreis einbauen.

2
@SlowPhil

Ja, der ist galvanisch nicht geschlossen, aber im Kondensator "fließt" der Verschiebungsstrom. 

0
@SlowPhil

Man kann dann auch einen Kondensator in den Stromkreis.....

Ja dann hast du doch einen Stromkreis.....

0
@Hamburger02

Ein Kondensator ist auch genau das was bei einem Blitz zum tragen kommt Bei einem Blitz entlädt sich ein geladener Kondensator dessen Pole die Gewitterwolken und die Erde sind. Die Luft dazwischen bildet den Isolator. Wenn die Spannung zu hoch wird schlägt die durch

1

Was möchtest Du wissen?