Stromkreisfragen

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Hallo,
ich habe ein paar, leider eigentlich Anfängerfragen zum Thema Stromkreis.

Bis jetzt habe ich immer die Richtung des Stromflusses als Richtung der Elektronenbewegung angesehen, aber vor allem beim Thema elektrische Felder wird immer nur mit positiven Ladungen gearbeitet. Im Feldlinienmodell zeigen auch die Feldlinien von positiven Ladungen nach außen, und die der negativen Ladungen nach innen.
Muss man beim Stromkreis also auch die Richtung der positiven Ladungen betrachten? (z.B. kann man ja auch Stromspannung als Quotient aus Arbeit und Ladung definieren, wobei die Ladung wieder als positiv angegeben werden müsste?)

Und dann habe ich noch eine Frage zu Schaltbildern: Kennt ihr ein paar gute Seiten, wo kompliziertere Stromkreise im Schaltbild, und die Beschreibung für den Nachbau angegeben ist? Bei manchen Schaltungen habe ich überhaupt keine Idee, wie diese nachzubauen wäre.

Z.B. sowas hier: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/Schaltbild_Franck_Hertz_Versuch.png
Ist das überhaupt ein korrektes Schaltbild? Weil für mich sieht das so aus, als wäre der Minuspol von UB mit dem Pluspol von UH verbunden, aber auch der Pluspol von UB mit dem Pluspol von UG ?? Ich sehe irgendwie nicht durch.
Oder hier http://www.physikerboard.de/files/widerstandswuerfel_479.jpg
habe ich trotz dem Lösungsschaltbild, das in dem Thema hier (http://www.physikerboard.de/topic,2434,-widerstandsberechnung.html) erklärt wurde, keine Ahnung, wo genau die Widerstände nun parallel und wo in Reihe sind, weil für mich sind die alles zusammen.

PhyMaLehrer · Gast

Natürlich können in einem Stromkreis, vornehmlich in Flüssigkeiten, tatsächlich auch positive Ladungsträger auftreten. In einem "metallischen" Stromkreis sind es aber Elektronen, die den Stromfluß vermitteln, das ist richtig. Und die bewegen sich vom Minuspol zum Pluspol.
Die Festlegung der Stromrichtung stammt aber noch aus einer Zeit, als man das mit den Elektronen noch nicht wußte. Die zwei "Arten der Elektrizität" (Elektrostatik, Reiben verschiedener Körper aneinander) oder Pole einer Spannungsquelle wurden als positiv und negativ bezeichnet und die Richtung des Stromflusses wurde willkürlich von plus nach minus festgelegt. Diese wird heute als "technische Stromrichtung" bezeichnet und mit der kommt man auch ganz schön weit. Nur selten, z. B. bei der Elektrolyse (Welche Ionen scheiden sich an welchem Pol ab?) , muß man die tatsächliche Bewegungsrichtung der Ladungsträger betrachten.

Das Schaltbild beim Franck-Hertz-Versuch ist wirklich eine richtige Schaltung! Daß Ub und Uh mit einem Pol zusammengelegt sind, macht gar nichts aus. Ub liegt mit einem Pol an der Katode an und diese wird durch Uh geheizt. Daß Ub und Ug "gegeneinander geschaltet" sind, hat seine Richtigkeit. Sinn dieses Versuches ist es, daß die Ladungsträger in der Röhre zwischen Gitter und Anode eine "Barriere" (Gegenspannung) überwinden müssen.

Um die Sache mit dem Widerstandswürfel zu verstehen, muß man etwas über eine Brückenschaltung wissen (Google hilft!), speziell daß bei einer abgeglichenen Brücke im Querzweig kein Strom fließt. Dann könnte man in der Brückenschaltung an dieser Stelle auch eine Drahtbrücke ("Kurzschluß") einbauen, ohne etwas an der Schaltung zu ändern. Genau das wird in der Würfel-Aufgabe gemacht. Durch die Symmetrie der Schaltung lassen sich zwei Ebenen finden, in denen dieselbe Spannung herrscht (wenn man eine Spannungsquelle anschließen würde). Dort kann man sich jeweils eine Kurzschlußbrücke vorstellen. Dann bleiben drei Gruppen parallel geschalteter Widerstände übrig, die in Reihe geschaltet sind (die Gruppen). Der Gesamtwiderstand dieser Schaltung läßt sich dann einfach berechnen.

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

danke für deine ausführliche Antwort!
Beim galvanischen Element nimmt die Anode immer Elektronen (Oxydation der Teilchen) auf und leitet sie weiter zur Katode.
Hier ist die Anode der Minuspol, obwohl sie die Elektronen innen aufnimmt und außen zur Katode weiterleitet.

Bei der Elektrolyse gehen die Elektronen über eine Stromquelle auf die Katode über, und die durch die Katode negativ geladenen Teilchen scheiden sich unter Oxydation an der Anode ab, die wiederum Elektronen aufnimmt.
Und bei der Elektrolyse ist also der äußere Stromfluss von der Katode zur Anode, weil der Minuspol der Stromquelle an die Katode angeschlossen ist? (obwohl eigentlich die Anode außen die Elektronen zur Katode leitet)

PhyMaLehrer · Gast

Das hört sich ein bißchen kraus an...
Die Anode ist immer die positive Elektrode. also der positive Pol einer Spannungsquelle oder die Elektrode, an die der positive Pol einer Spannungsquelle angeschlossen wird. Dementsprechend ist die Katode immer die negative Elektrode.
Es ist allerdings zu beachten, daß in einer Flüssigkeit die Ionen, die zur positiven Anode hin wandern und deshalb Anionen heißen, folglich negativ geladen sind. Umgekehrt sind die zur negativen Katode wandernden Kationen positiv geladen. Also nicht verwirren lassen grübelnd

tisch21 · Anmeldungsdatum: 16.08.2010 Beiträge: 32

aber laut wiki kann die Polarität wechseln:
"Je nach Richtung des Stromflusses durch die Elektrode kann die Polarität der Anode positiv, wie bei einem elektrischen Verbraucher, oder negativ, wie bei einem elektrischen Erzeuger wie beispielsweise einer Spannungsquelle, sein."
http://de.wikipedia.org/wiki/Anode