Stimmen diese Aussagen, und wieso (/nicht)?

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4 Antworten

Aussage 2 ist richtig; Erklärung: Eine Spannung zwischen zwei Messpunkten gibt an, wie viel Energie nötig ist/wäre (oder umgekehrt, wie viel Energie frei wird), um eine bestimmte Ladungsmenge in einem elektrischen Feld von einem Punkt zum anderen zu transportiert. Dabei ist es egal, ob tatsächlich Ladung transportiert wird. Der folgende Vergleich ist evtl. nicht der beste, aber mir fällt gerade kein anderer ein: Wenn du in einen Laden gehst und ein Produkt vor dir hast, hat dieses einen gewissen Preis, den du bezahlen müsstest um es zu kaufen. Das Produkt hat diesen Preis jedoch unabhängig davon, ob du es nun kaufst oder nicht. Genauso ist es mit einer Batterie, zwischen den Polen besteht immer eine Spannung, egal ob Ladung zwischen den Polen transportiert wird, oder nicht.

Das ist auch gleichzeitig die Erklärung, warum Aussage 1 falsch ist.

Aussage 3 ist schwierig. Aussage 3 ist falsch. Elektronen, die sich einmal bewegen, fliegen auch ohne Spannung aufgrund der Trägheit weiter. Deshalb gibt es auch Ströme ohne Spannungen. Jedoch ist das kein Alltagsphänomen, da die Elektronen ja meist nicht alleine sind. Aufgrund von Stößen mit anderen Teilchen kommt ein Strom normalerweise recht schnell zum Erliegen. Ausnahmen wären beispielsweise, wenn man Supraleiter betrachtet oder einen Elektronenstrahl im Vakuum. Diesen Beispielen begegnet man im normalen Alltag recht selten, möchte ich meinen. Nichtsdestotrotz ist dies möglich. Ein Vergleich der evtl. beim Verständnis hilft: Wenn man mit einem Fahrzeug eine gerade Straße entlang fährt, wird es bald zum Stillstand kommen, wenn man den Motor ausschaltet, da Luft- und Rollwiderstand das Fahrzeug abbremsen, deshalb muss man den Motor in der Regel anlassen, um weiterzufahren. Genauso braucht man in der Regel eine Spannung, um elektrischen Widerständen zu trotz einen Strom aufrecht zu erhalten. ... aber eben nur wenn ein Widerstand vorhanden ist, was bei Supraleitern bzw. im Vakuum beispielsweise nicht der Fall ist.

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Zunächst einmal schließen sich Aussage 1 und 2 eigentlich logisch aus, es sei denn man schließt an eine Batterie nur einen Leiter an, was dann einen Kurzschluss verursachen kann.

Zu Aussage 1.) Prinzipiell ist es aber so, dass es Spannung nur in einem geschlossenen Stromkreis gibt. Allein wenn man ein Spannungsmessgerät an eine Batterie anschließt, wird ein Stromkreis geschlossen. Dazu bräuchte es keinen weiteren Verbraucher, denn das Messgerät selbst wäre schon ein Verbraucher.

Zu Aussage 2.) Wie sollte man das messen, ohne ein Spannungsmessgerät anzuschließen, welches dann wieder ein Verbraucher wäre. Selbst wenn man nur einen Leiter verwendet, um beide Pole einer Batterie zu verbinden, würde bei einem Kurzschluss dieser aufgeheizt werden, und somit zu einem Verbraucher werden - mal abgesehen davon, dass bei einem Kurzschluss auch die Batterie potentiell einen Schaden davon trägt.

Zu Aussage 3.) Sicherlich. Dies resultiert schon aus der Formel R = U/I, denn auch einen Ohmschen Widerstand gibt es in einem geschlossenen Stromkreis immer, egal wie hoch oder gering dieser auch sein mag.

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Kommentar von mihitsu
02.02.2016, 20:02

Zu Aussage 3: Das ohmsche Gesetz ist nicht allgemein gültig. Tatsächlich gilt es nur für einige Materialien, insbesondere für Metalle bei bestimmter Temperatur. (In den meisten Fällen stimmt das Gesetz jedoch, zumindest in sehr guter Näherung, weshalb man dieses ja auch in der Schule lehrt.) Wie viele Modelle und Formeln in der Physik hat es also nur einen gewissen Gültigkeitsbereich, außerhalb dessen es nur näherungsweise bis gar nicht stimmt. Und selbst wenn man davon ausgeht, dass dies immer stimmt, so könnte man beispielsweise ein Material betrachten das keinen Widerstand hat (Stichwort: Supraleiter). Wenn keine Spannung anliegt, ist 0=R=U/I=0/I trotzdem erfüllt.

Zu den Ausagen 1 und 2:
Und man kann auch Spannungen messen, ohne den Stromkreis wirklich zu schließen. Beispielsweise könnte man die Pole der Batterie mit den Platten eines Plattenkondensators verbinden, und die Kraft zwischen den Platten messen, um auf die Feldstärke und damit auf die Spannung zu schließen.

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Noch ein Detail zu 3)
was ist mit Blindströmen (Kapazitäten und Induktivitäten)? Hier kann zu einem Zeitpunkt durchaus die Spannung 0 sein, und gleichzeitig Strom fliessen.
Streng genommen gilt 3 also nur für Gleichströme/spannungen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Blindstrom

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1 ist falsch: Der offene Stromkreis mit seiner Spannung wartet ja nur darauf, dass er mit enem Verbraucher geschlossen wird.

2 und 3 sind richtig, eigentlich logisch.

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