Wann wandelt ein Verbraucher den Stromfluss in benötigte Energie?
Hallo!
Ich hätte eine Frage, wann genau wandeln Verbraucher wie z.B Mikrowellen den Stromfluss der Steckdose in Wärme Energie um? Geschieht dies bevor die Elektronen am Pluspol gelangen? Und wenn nein, wie gelangen dann die Elektronen zum Pluspol, wenn sie überhaupt da landen?
Wo wäre hier z.B der Verbraucher??
Tut mir leid für die vielen Fragen, hoffentlich kann mir jemand helfen..
4 Antworten
- "Wann"? Dann, wenn er fliesst. Nur dann.
- "Verbraucher": der Strom selbst wird nicht "verbraucht", da es ja ein Kreis ist. Was reinfliesst, fliesst auch wieder raus aus dem Verbraucher. Verbraucht wird Energie (oder Spannung):
- Ein "Verbraucher" wird so genannt, weil dort die gewünsche Arbeit verrichtet wird (Wärme in der Heizung, Bewegung im Motor, Licht in der Lampe usw.). Physikalisch sind auch die Leitungen "Verbraucher", weil sie sich ganz leicht erwärmen.
- Verglichen mit einem Wasserkreislauf, wo eine Pumpe den Wasserstrom antreibt, geht aber im "Verbraucher" der Druck verloren. Dieser muss mit der Pumpe wieder aufgebaut werden. Die Pumpe beim Elektrischen ist die Batterie.
- Bildlich: die Elektronen müssen sich durch den Verbraucher wie durch eine Engstelle quetschen, das erzeugt Reibung und so z.B. Wärme. Wie gesagt, sie werden dabei nicht verbraucht, sondern verlieren Spannung ("elektrischen Druck")
Eine Mikrowelle ist ein schlechtes Beispiel, weil sie ziemlich komplex ist und die verwendete Physik weit über das hinausgeht, was man in der Schule lernt.
Eine Herdplatte oder einen Wasserkocher kann man eher als elektrischen Widerstand bezeichnen.
Die Elektronen aus der Spannungsquelle schieben die Elektronen im Leiter und im Widerstand sozusagen vor sich her. Sie setzen sich praktisch alle gleichzeitig in Bewegung.
Dieser Effekt breitet sich mit Lichtgeschwindigjeit aus, obwohl sich die Elektronen nur etwa wenige Millimeter je Sekunde bewegen.
Also muss der Widerstand nicht auf die Elektronen aus der Spannungsquelle warten. Es sind die Elektronen, die sich schon im Widerstand befinden, die durch ihre Bewegung zur Erwärmung führen.
Wenn der Strom lange genug fließt, kommen die Elektronen vom Minuspol tatsächlich auch irgendwann am Pluspol an.
Bei unserem 230-Volt-Wechselstromnetz kommen die Elektronen aus der Steckdose praktisch niemals an der Herdplatte an, weil der Strom 100 mal je Sekunde seine Richtung ändert.
Da hier der Vergleich mit einer Wasserleitung genannt wurde:
Wenn man einen Wasserhahn aufdreht, kommt ja auch sofort Wasser raus und man muss nicht auf das Wasser aus dem Wasserwerk warten.
Vergleiche es mit einer Wasserturbine mit Zu- und Ableitung. Das Wassermolekül wird in der Turbine ein bisschen gebremst und gibt seine kinetische und /oder potentielle Energie an die Turbine ab. Dann verlässt es (müde, aber glücklich) die Turbine.
Ähnlich ist es mit den Elektronen im elektrischen Strom. Hier ist es aber nicht die kinetische Energie, die weniger wird, sondern das elektrische Potential (Die Spannung gegenüber dem Plus-Pol). Aber das Elektron kommt jedenfalls beim Pluspol an.
Die Elektroenergie wird genau so lange in Wärme gewandelt, solange ein Strom fließt. Und der Strom fließt, solange der Stromkreis geschlossen ist.
Im geschlossenen Stromkreis mit Gleichstromquelle driften die Elektronen vom Minuspol zum Pluspol.