Wie funktioniert Erdung?


08.01.2021, 18:28

Hier noch ein Bild.

1 Antwort

Du erdest normalerweise einen Pol (Minuspol) Deiner Spannungsquelle. Die Spannung ist dann relativ zur Erde. Wenn Du aus anderen Orten der Schaltung in die Erde etwas reinleitest, kommt's dann auch gleich zum Minuspol der Batterie.

Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 17:59

Aber was hat das mit dem Elektroskop zu tun? Ich meine nur was passiert, wenn das Elektroskop negativ geladen ist und mit dem Boden verbunden wird?

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 18:00
@Tibor15

Die Erde hat so richtig viel Ladung. Die ist auch noch neutral, wenn Du ein paar Ionen in die Erde gießt.

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:05
@W00dp3ckr

Also nochmal, wenn ich ein negativ geladenes Elektroskop habe und eine neutrale Erde, müssten doch die negativ geladen Elektronen abfließen. Aber wieso? Die Kräfte neutralisieren sich doch?

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 18:18
@Tibor15

Wieso denn? Stell Dir das mal mit Schmutzwasser vor.

Du hast ein Schnapsglas mit klarem Wasser. Du färbst das Wasser rot (analog: Du lädst das Elektroskop auf). Und dann legst Du das Schnapsglas in ein Schwimmbad. Am Ende hast Du den Inhalt des Schnapsglases im Schwimmbad. Und den Inhalt des Schwimmbads im Schnapsglas. D.h. die Konzentration Deines Farbstoffes im Schnapsglas ist fast null.

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:23
@W00dp3ckr

Hört sich logisch an. Kannst du es bitte noch einmal anhand der Elektronen erklären. Weil da können sich die Ladungen auch abstoßen.

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 18:24
@Tibor15

Statt Farbstoff kannst Du elektrische Ladungen nehmen. Der Farbstoff hat auch das Bestreben, sich möglichst breit zu verteilen.

0
Blume8576  08.01.2021, 18:26
@Tibor15

Das Elektroskop kann nur negativ geladen sein, wenn etwas anders positv geladen ist. Gleicht sich die Ladung aus ist alles wieder neutral.

Die Frage ist nur wie und wo dieser Ausgleich stattfindet.

Bei einem Blitz zb trennt sich die Ladung, durch Reibung, zwischen der Erdoberfläche und den Wolken. Wird der Ladungsunterschied (Spannung) zu hoch erfolgt der Ausgleich als Blitzt

Könnte man nun Wolken Erden, gäbe es keine Blitze mehr, weil die Ladungstrennung ûber die Erdung sofort wieder ausgeglichen wird.

Wie und wo kann man so festlegen.

Die Erde leitet Strom und wurde als 0 Volt potential definiert.

Du erdest die Bauteile aus 2 Grűnden:

1: zum Ausgleich von statischer Aufladung.

2: um alle berührbare , stromleitenden Teile auf das selbe Potential zu bekommen.

Beides verhindert einen ungewollten Stromfluss (zb Blitzt) durch empfindliche Elektronik oder durch dich.

Im Stromnetz braucht man die Erdung fûr die Funktion des FI- Schalters. Der Fehlerstrom fliest durch die Erde zurűck zum Sternpunkt am Trafo, fehlt somit am Neutralleiter beim FI, deswegen löst er aus .

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:30
@Blume8576

Ich habe noch ein Bild hinzugefügt. Aber von der Logik her müsstrn doch die positiven Ladungen kommen, um das Elektroskop zu neutralisieren. Diese können sich aber doch gar nicht bewegen. Wie findet dann der Ausgleich statt? Danke für die ausführliche Erklärung.

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:33
@Tibor15

Oder ist damit gemeint, dass sich die Ladungen gleich verteilen? Srich z.B. auf der einen Seite zwei Elektronen und ein Atomrumpf und auf der anderen Seite das Selbe?

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 18:35
@Tibor15

Du hast jetzt irgendwie negative Ladungen auf dem Elektroskop. Die Erde ist sehr sehr groß, aber neutral. Wenn sie können, dann werden sich die überzähligen Elektronen so weit wie möglich verteilen, damit sie nicht alle auf einem Haufen sind.

Und das ist dann wie ein leeres Wartezimmer. Die gehen nicht alle in die erste Reihe, sondern sie verteilen sich so, dass sie möglichst weit voneinander weg sind.

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:38
@W00dp3ckr

Ok, also wandern dann alle Elektronen in die Erde bis das Elektroskop neutral ist?

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 18:39
@Tibor15

Praktisch neutral. Wenn Du um einen Faktor 10^20 verdünnst, dann merkste halt nicht mehr soviel.

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:40
@Tibor15

Ich hätte jetzt nämlich von der Logik her gedacht, dass die Elektronen sich zwischen Erde und Elektroskop verteilen, so dass jeder die Selbe Ladung hat.

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 18:43
@Tibor15

Ladungsdichte. Nach der Argumentation könnte Lüften nicht funktionieren, weil in deinem Zimmer genauso viel Umweltgifte sein müssten wie in der ganzen Welt.

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:43
@Tibor15

Sproch sowas wie: man hat zwei Elektronen auf dem Elektroskop und einen Atomrumpf. Die Erde ist neutral geladen. Daher gibt das Elektroskop ein Elektron ab, damit Gleichgewicht herrscht. So ist es aber nicht?

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:45
@W00dp3ckr

Ok, soweit ist mir das jetzt einigermaßen klar. Aber es muss doch irgendwie eine Art Gleichgewicht nach dem Entladen herrschen, da die Elektronen sich ja sonst noch mal rückverteilen würden?

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 18:46
@Tibor15

Nein. Dein Elektroskop ist das Schnapsglas.

Das ist genauso wie wenn Du sagst: Ich habe ein Schnapsglas voll Urin, und drehe das Schnapsglas im Schwimmbecken um. Danach habe ich ein Schnapsglas mit 50% Urin, 50% Wasser und ein Schwimmbad, in das sich ein halbes Schnapsglas Urin verteilt.

Nö, so läuft das nicht.

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 18:47
@Tibor15

Nein, das ist das Gleichgewicht. Die Erde ist groß. Und die Ladungen kommen ja auf lange Sicht alle wieder. So n' bischen Fluktuation ist klein gegen die Zahl der Ladungen, die vom Fotoeffekt freigesetzt werden.

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:50
@W00dp3ckr

Also ist die Ladung, nachdem die Elekronen vom Elektroskop in die Erde abgeflossen sind in der Erde gleich der auf dem Elektroskop. Sonst würde es ja zum Ausgleich kommen.

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 18:53
@Tibor15

Es geht um die Ladungsdichte. Die muss gleich sein.

Das sind nicht zwei Ladungen rechts und 3 Ladungen links.

Sondern es gibt 10^23 Plätze für Ladungen auf der einen Seite, grob gerechnet 10^40 Plätze für Ladungen auf der anderen Seite. Und es gibt da vielleicht 10^10 Ladungen, die unterwegs sind.

Die suchen sich jetzt Plätze und verteilen sich gleichmäßig. D.h. es gibt für eine Ladung 10^30 Plätze wo sie hinkann. Das ist ziemlich viel. D.h. du hast praktisch keine Ladung pro Platz.

0
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 18:56
@W00dp3ckr

Meine Annahme war nur eine Vereinfachung. Sprich wenn die Elektronen vom Elektroskop abfließen(in die Erde), sie hatten nur wenig Platz, dann haben sie in der Erde viel mehr Platz und es herrscht eine Art von Gleichgewicht zwischen Erde und Elektroskop?

1
Tibor15 
Fragesteller
 08.01.2021, 19:03
@W00dp3ckr

Schreib bitte einmal ja wenn es stimmt?

0
W00dp3ckr  08.01.2021, 19:03
@Tibor15

Ja. Man könnte auch mit Kapazität argumentieren. Die Erde hat eine große Kapazität. Kapazität ist definiert als Spannung pro Ladung. Das Elektroskop hat eine kleine Kapazität, also viel Spannung pro Ladung. Die beiden werden sich ausgleichen, wenn geerdet. D.h. sie werden sich so einstellen, dass die Erde und das Elektroskop die gleiche Spannung haben.

Die Kapazität ist nur ein Ausdruck dafür, dass Du viel mehr Ladungen in die Erde reintun kannst, bevor sich da "was tut".

So, ich hoffe, das war hilfreich. Ich bin jetzt raus, den Rest musst Du allein gehen.

0
Blume8576  08.01.2021, 19:12
@Tibor15

Es ist egal ob die positiven zur negativen fliest oder die negativen zur positiven.

Auf dein Bild bezogen kann es ja oben nur dann nur negative geben, wenn irgendwie die positiven nach unten gelangt sind (statische Aufladung ).

Somit wird findet hier bei der Erdung der Ausgleich statt indem die Positiven wieder nach oben fliesen.

0