Stimmen diese Aussagen, und wieso (/nicht)?
Aussage 1: eine elektrische Spannung gibt es nur im geschlossenen Stromkreis Aussage 2: zwischen den Polen einer Batterie besteht immer eine Spannung, auch wenn kein Gerät angeschlossen ist. Aussage 3: ohne Spannung gibt es keinen Strom. Also kommen spannung und stromstärke immer nur zusammen vor.
Könnt ihr mir in 1/2 Sätzen sagen wieso diese aussagen stimmen oder nicht? Danke :)
5 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.
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.
Und man kann auch Spannungen messen, ohne den Stromkreis wirklich zu schließen.
Willst Du damit nun meine Antwort angreifen, oder Deine eigene, denn in Deiner eigenen Antwort schreibst Du ja selbst, dass Aussage 1 falsch ist.
Wie wolltest Du aber diese Spannung messen, ohne einen Stromkreis zu schließen? Auch wenn Du einen Spannungsmesser anschließt, wird ein Stromkreis geschlossen, denn einen Spannungsmesser schließt man parallel zu einem Verbraucher an, also in diesem Fall parallel zum Kondensator.
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.
Das mit dem Supraleiter ist ein interessanter Ansatz, aber eben kein alltäglicher. Bei Wechselstrom wird es aber durchaus alltäglich und soweit ich mich recht entsinne, war es bei Wechselstrom so, dass die maximale Auslenkung der Spannung dann war, wenn die Stromstärke gleich 0 ist und umgekehrt. Bei Gleichstrom trifft dies logischerweise nicht zu, zumindest sofern es sich um eine relativ stabile Gleichspannung handelt.
Ich sehe nicht, inwiefern mein Kommentar meine Antwort angreifen sollte. Der Kommentar hat sich hauptsächlich auf deine Antwort "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." Da ich der Ansicht bin, dass dies so nicht komplett richtig ist.
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
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.
Eine elektrische Spannung gibt es nur im geschlossenen Stromkreis.
Eine Batterie baut auch eine Spannung auf, wenn sie sich außerhalb von einem Stromkreis befindet. Noch offensichtlicher ist dies bei der Steckdose: Dort besteht zwischen den beiden Anschlüssen immer ein großer Potenzialunterschied. Deshalb tritt auch sofort ein elektrischer Strom auf, wenn eine unvorsichtige Person etwas leitendes in die Steckdose steckt,
Zwischen den Polen einer Batterie besteht immer eine Spannung, auch wenn kein Gerät angeschlossen ist.
Solange die Batterie noch funktioniert stimmt die Aussage. Wenn eine Batterie allerdings wer" ist, kann sie keine Ladungen mehr pumpen und schafft es deshalb nicht mehr, die Spannung aufzubauen.
Ohne Spannung gibt es keinen Strom. Also kommt Spannung und Stromstärke immer nur zusammen vor.
Der erste Satz ist korrekt. Damit ein Strom fließt, ist immer eine Spannung nötig. Der zweite Satz stimmt jedoch nicht. Es kann sein, dass eine Spannung zwischen zwei Bereichen besteht und trotzdem kein Strom fließt. Dies tritt immer dann auf, wenn ein Stromkreis nicht geschlossen ist, z.B. well ein Schalter eingebaut ist, der offen ist, oder weil der Stromkreis noch nicht fertig aufgebaut ist. In diesem Fall besteht bereits die Spannung an der Energiequelle (z.B. der Batterie), es fließt jedoch kein Strom.
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.